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The current standards for evaluating corrosion during salt spray tests rely on the visual analysis of the specimens, and this may be a limitation when higher resolution quantitative outputs are desired. In this work, computational image analysis was used to measure the area affected by corrosion during salt spray tests with aluminum alloy, copper, carbon steel and galvanized steel plates. The software ImageJ was used to select and measure the corroded areas differentiating the corrosion products from the metals uncorroded surfaces according to their different colors. With ten measurements for each selected exposure time, a 95 % confidence interval was calculated for each material and time of exposure, giving an indication of the precision of the estimated corroded area. These data were compared with a visual inspection carried out by an experienced technician. The results indicate that computational image analysis may be a powerful tool to obtain higher resolution in the results interpretation in comparison with the standard visual analysis

As Válvulas são dispositivos mecânicos utilizados para o gerenciamento de fluidos. Estes equipamentos estão presentes em praticamente todos os segmentos da indústria. Em aplicações na produção de petróleo e gás, as válvulas são amplamente utilizadas, sendo que nos últimos anos, diversos trabalhos científicos têm sido publicados visando à busca por melhorias nestes equipamentos. Este trabalho tem como objetivo apresentar o método e os resultados de ensaios de desempenho aplicados em válvulas do tipo esferas trunnion utilizadas nas instalações de exploração, produção, refino e transporte de produtos de petróleo. São abordados os aspectos teóricos relacionados à concepção de projeto de válvula do tipo esfera trunnion, desenvolvimento de metodologia de ensaio, realização de ensaios práticos em protótipos e a avaliação de desempenho através de análises das assinaturas da válvula e do atuador. Foram realizados os ensaios cíclicos em protótipos, simulando as condições críticas de operações em campo. Verificou-se que os componentes mais críticos para estes projetos, são as vedações denominadas de sedes, na qual são fabricadas em material polimérico. Estas sedes, quando submetidas a ensaios cíclicos com o delta máximo de pressão entre a montante e a jusante da válvula e em condições de temperaturas elevadas, apresentam deformação excessiva, podendo ser combinada com a ruptura da banda de vedação, o que gera vazamentos entre o sistema de vedação da sede com a esfera. Este trabalho visa contribuir com a melhoria contínua relacionada às válvulas industriais apresentando informações e experiências para profissionais do segmento na busca por produtos com maior vida útil, qualidade, rentabilidade e segurança para as pessoas envolvidas no processo e ao meio ambiente. Valves are mechanical devices used for fluid management. This equipment is present in practically all segments of the industry. In applications in oil and gas production, the valves are widely used, and in recent years, several scientific works have been published aiming at the search for improvements in these equipment’s. This work aims to present the method and results of performance tests applied to trunnion ball valves used in installations for exploration, production, refining and transportation of petroleum products. Theoretical aspects related to the design of a trunnion ball valve, development of test methodology, practical tests on prototypes and performance evaluation through analysis of valve and actuator signatures are addressed. Cyclical tests were carried out on prototypes, simulating the critical conditions of field operations. It was found that the most critical components for these projects, are the seals called seats, in which they are manufactured in polymeric material. These seats, when subjected to cyclical tests with the maximum pressure between upstream and downstream of the valve and in conditions of high temperatures, present excessive deformation, which can be combined with the rupture of the sealing band, which generates leakages between the seat system with the ball. This work aims to contribute to the continuous improvement related to industrial valves, presenting information and experiences for professionals in the segment in the search for products with a longer useful life, quality, profitability and safety for the people involved in the process and the environment.

O presente estudo propõe um novo uso para a escória granulada de fundição: contribuir para a obtenção da viscosidade adequada em concretos autoadensáveis. Nesse tipo de concreto, em função de sua elevada fluidez, comumente são relatados problemas de segregação e, para contorná-los, podem ser utilizados fillers. A escória granulada é um resíduo oriundo da produção do ferro fundido. O grande volume gerado é problema para a indústria da fundição, que tem elevados custos para efetuar seu descarte de maneira adequada. A fim de propor um emprego para esse resíduo, garantindo benefícios tanto para a indústria que o gera quanto para a construção civil, o presente estudo tem como objetivo avaliar o emprego da escória granulada de fundição moída como modificador de viscosidade em concretos autoadensáveis, minimizando a potencialidade de segregação desse tipo de concreto. Os resultados obtidos mostram que a escória granulada de fundição moída possibilita a obtenção de concretos autoadensáveis sem segregação e com fluidez adequada. Além disso, tanto para as propriedades mecânicas quanto para a avaliação de durabilidade houve melhora com o emprego do resíduo, o que torna viável seu emprego para o fim proposto. This study proposes a new use for granulated slag foundry: its application as a viscosity modifier in self-compacting concrete. During the production of cast iron, one of the main waste products coming from the granulate is slag. The large volume generated is a problem for the foundry industry, which incurs in high costs to carry out its disposal properly. This is the kind of waste that presents pozzolanic activity and, therefore, can be used as a substitute for Portland cement. However, the building industry has not yet taken advantage of this waste property, since other pozzolanic materials are still more traditional (fly ash, blast furnace slag, among others). Due to their high fluidity in self-compacting concretes, segregation problems are commonly reported. The use of cast granulated slag as a viscosity modifier, minimizing its segregation potential, was evaluated in this study. The results show that this waste makes it possible to obtain self-compacting concretes with adequate viscosity. In addition, it improved mechanical and durability properties, making feasible the use of this residue for the proposed ends.

A grande questão de alinhavar progresso, crescimento, infraestrutura, demandas, consumo com sustentabilidade em um mundo com crescimento populacional exponencial ainda é um grande desafio para todos. Neste sentido, o desenvolvimento e utilização de novas técnicas e materiais que tenham a preocupação com a questão ambiental podem contribuir para um desenvolvimento mais sustentável nos processos construtivos. Sendo assim, o reaproveitamento de resíduos tornou-se uma alternativa eficaz para o desenvolvimento da sustentabilidade na indústria da construção. Dentre diversos resíduos gerados existem dois com grande potencial de aplicação na construção civil, sendo eles a cinza volante gerada em termelétricas e a cal de carbureto gerada na produção do gás acetileno que combinados geram ligantes. Entretanto, as reações pozolânicas responsáveis pela cimentação são notoriamente lentas o que em muitos casos inviabiliza o seu uso na construção civil. Portanto, a utilização de aceleradores que promovam um melhor comportamento mecânico em um menor período de cura deve ser avaliada. Outra importante questão se refere à possível presença de elementos-traços de metais pesados na cinza volante e na cal de carbureto que devem ser investigados quando utilizamos resíduos como matéria prima. Neste sentido, diversos ensaios de resistência à compressão simples, durabilidade por molhagem e secagem e lixiviação em coluna foram conduzidos. Resultados demonstraram que a utilização de NaCl promove melhoria no comportamento mecânico nas misturas de cinza-cal em menor período de cura devido ao incremento na formação de componentes hidratados, podendo ser considerado um acelerador. As variações do teor de cal, tempo de cura, NaCl, porosidade e temperatura de cura alteraram significativamente o comportamento da RCS e durabilidade. Foi possível a aplicação de relação entre porosidade e teor de cal (ajustada) na previsão da resistência e durabilidade da cinza estabilizada com cal. Com relação aos elementos traços, a cinza volante apresentou concentrações de arsênio (As), cromo (Cr) e selênio (Se) solubilizáveis em água acima dos limites para água potável, entretanto a estabilização da cinza com a cal e adição de NaCl diminuíram a concentração de metais pesados no extrato lixiviado no ensaio em coluna. The big issue of tackling progress, growth, infrastructure, demands, and consumption with sustainability in a world with exponential population growth is still a great challenge for everyone. In this sense, the development and use of new techniques and materials that are concerned with the environmental issue can contribute to a more sustainable development in the construction processes. In this sense, waste reuse has become an effective alternative for the development of sustainability in the construction industry. Among several residues generated there are two with great potential of application in the civil construction, fly ash generated in thermoelectric and carbide lime generated in the production of the acetylene gas that combined generate binders. Therefore, the use of accelerators to facilitate a better mechanical behavior in a shorter curing period should be evaluated. Another important issue relates to the possible presence of heavy metals, trace elements, in fly ash and carbide lime, which should be investigated when using waste as raw material. In this sense, several tests of unconfined compressive strength, durability by wetting and drying and column leaching were conducted. Results showed that the use of NaCl promotes improvement in mechanical behavior in the fly ash-carbide lime mixtures in a shorter curing period due to the higher formation of hydrated components, which could be considered an accelerator for pozzolanic reactions. The variation of lime content, curing time, sodium chloride, porosity and curing temperature significantly altered the behavior of unconfined compression strength and durability. It was possible to apply a relationship between porosity and lime content (adjusted) in the prediction of the strength and durability of lime stabilized ash. Regarding trace elements, fly ash had concentrations of arsenic (As), chromium (Cr) and selenium (Se) that can be soluble in water above the limits for drinking water, however stabilization of fly ash with carbide lime and addition of NaCl decreased concentration of heavy metals in the column leaching test.

O desenvolvimento de componentes para veículos comerciais geralmente é uma tarefa bastante complexa, principalmente quando se trata de transporte pesado, considerando que são necessários uma série de simulações e diversos testes em campo, em vários tipos de pavimento e condição de carga, onde muitas vezes é necessário rodar milhares de quilômetros para validar um único componente ou subsistema. Este trabalho apresenta uma série de testes realizados com um implemento rodoviário em diferentes tipos de pavimento e condições de carga, bem como o tratamento e avaliação dos dados coletados, com o objetivo de caracterizar o comportamento do chassi do implemento rodoviário nas diferentes aplicações através de suas densidades espectrais. Através de uma avaliação de dados do transporte rodoviário nacional foi definida uma combinação veicular de carga (CVC) que, instrumentada em toda sua extensão longitudinal, foi submetida a uma série de pavimentos como estrada não pavimentada, rodovia pavimentada, pista de buracos, paralelepípedos, seixo rolado, costeletas, pista de torção e lombada, a fim de coletar os níveis de aceleração vertical e frequências de vibração aos quais a massa suspensa do implemento rodoviário é submetida. Para a aplicação em questão, foi definida a faixa de frequência de interesse entre zero e 30Hz. Os sinais foram tratados através de um filtro Butterworth passa-baixa com frequência ótima de corte igual a 45Hz e, por fim, foram geradas PSDs utilizando função janela de Hanning com sobreposição de 50%. Os resultados do trabalho permitiram a diferenciação das aplicações com maior clareza, com vibrações mais críticas na condição vazio entre 2,5Hz e 10Hz, para massa suspensa e na condição carregada entre 9Hz e 14Hz, para massa não suspensa. Commercial vehicle parts development usually is a quite complex task, mainly for heavy cargo transportation, considering that are necessary several analysis and durability tests, in different roads and load conditions, that commonly requires thousands of kilometers to approve a single component or subsystem. This work presents a truck trailer test series using different pavement types and load conditions, as well as data processing and evaluation, aiming to describe the truck trailer chassis behavior on different applications through its spectral density. Based on the Brazilian road transport data, a load vehicle combination was chosen, instrumented throughout its length and submitted to different pavements as an offroad pavement, highway road pavement, pot holes, Belgian blocks, cobblestones, washboard, body twist track and a single bump track, seeking information regarding to the truck trailer sprung mass vertical acceleration and vibration frequencies. For the application studied, an interest frequency band was defined between zero and 30Hz. The acceleration data was processed using a Butterworth low pass filter with an optimal cutoff frequency at 45Hz and, finally, power spectral densities were created using Hanning window function and 50% as overlap value. The results allowed a clearer detailing of the application efforts, once the most critical sprung mass vibrations occurs at empty condition and are between 2,5Hz and 10Hz, and the most critical unsprung mass vibrations occurs at loaded condition and are between 9Hz and 14Hz.

Este trabalho tem como objetivo investigar a influência da velocidade de rotação (1.600 RPM e 2.400 RPM) no desenvolvimento microestrutural de um aço TRIP soldado a ponto por fricção e mistura mecânica. Após a execução das soldas, devido aos ciclos térmicos e deformações impostas pelo processo, são observadas três diferentes zonas nas juntas: a zona de mistura (ZM), a zona termomecanicamente afetada (ZTMA), e a zona termicamente afetada (ZTA). O aumento da velocidade de rotação causou um aumento na quantidade de ferrita alotriomorfa formada na ZM, assim como redução na quantidade e tamanho de bainita coalescida e martensita. Na ZTMA a microestrutura é constituída por ferrita, austenita, bainita coalescida e martensita. Enquanto que na ZTA1 a microestrutura é composta por ferrita e austenita retida em todas as velocidades usadas, na ZTA2 há maior transformação da austenita em bainita com o aumento da velocidade de rotação. The aim of this work is to verify the influence of the rotational speed (1600 and 2400 RPM) in the microstructural development of a friction stir spot welded TRIP steel. After the welding, due to the thermal cycles and deformations imposed by the process, three different zones are observed in the joints: the stir zone (SZ), the thermomecanically affected zone (TMAZ), and the heat affected zone (HAZ). The increase in the rotational speed caused an increase in the amount of allotriomorphic ferrite formed in the SZ, and a decrease in the amount and width of the coalesced bainite and martensite. In the TMAZ, the microstructure is composed by ferrite, austenite, coalesced bainite and martensite. While in the HAZ1 the microstructure is constituted by ferrite and retained austenite in all rotational speeds employed, in the HAZ2 there is an increase in the transformation of austenite into bainite by increasing the rotational speed.

Em virtude da presença cada vez mais frequente de solicitações cíclicas nas estruturas de engenharia e do aprimoramento da análise de projetos, os ensaios em solos sob carregamentos cíclicos tiveram seu interesse renovado nos últimos anos. Os ensaios de laboratório são realizados de forma que simulem, da melhor maneira possível, as condições observadas em campo. Tais condições auxiliam na escolha dos ensaios a serem conduzidos para a determinação de parâmetros geotécnicos relevantes a cada situação observada em campo. Dentre os ensaios empregados na Engenharia Geotécnica, destaca-se o simple shear. Este ensaio é conhecido e utilizado para medir a resistência ao cisalhamento e a rigidez de solos. Este é o único ensaio de laboratório capaz de submeter uma amostra a condições de deformação plana sob volume constante e permitir a rotação das tensões principais. Tais condições são frequentemente representativas em diversas situações em campo como, por exemplo, o modo de cisalhamento adjacente ao fuste de uma estaca ou sob plataformas offshore com base gravitacional. Nesse contexto, um equipamento foi desenvolvido para a realização de ensaios do tipo simple shear. O aparato conta com uma câmara, na qual é aplicada pressão à amostra de solo. Diferenciando-se do equipamento comercial para tais ensaios, que emprega uma membrana com anéis metálicos, a amostra de solo neste equipamento é envolta por uma membrana de látex, o que possibilita a consolidação de forma isotrópica ou anisotrópica. Quanto ao carregamento, o equipamento desenvolvido permite que o carregamento seja realizado de forma monotônica ou clíclica. Quando do carregamento cíclico, este pode ainda ser realizado de forma a se manter a tensão controlada ou a deformação. Foram conduzidos ensaios de calibração e validação do equipamento empregando-se uma areia fina de granulometria uniforme cujas propriedades são amplamente conhecidas através de outros ensaios. Os resultados obtidos foram então comparados com estudos no mesmo material em equipamentos triaxiais, cisalhamento direto e outro simple shear. Os resultados mostraram-se satisfatórios, validando o equipamento desenvolvido. In view of the ever more frequent presence of the cyclic solicitations on Engineering structures and the enhancement of design analysis, the soil testing under cyclic loading conditions had its interest renewed in the last years. The laboratory tests are conduced in a way that simulates, in the best way possible, the observed field conditions. Said conditions aid on the choice of the tests to be conducted in order to determinate the relevant geomechanics parameters.to each situation observed on the field. Among the employed tests in Geotechnical Engineering, it is highlighted the simple shear. This test is known and used to measure the shear strength and soil righty. This is the only laboratory test capable of submitting the sample to plane strain conditions under constant volume and allows the main stress rotations. Said conditions are frequently representative in many field situations, such as, the adjacent shear mechanism to the shaft of a pile or, under offshore platforms with gravitational base. In this context, a equipment was developed to perform simple shear tests. The apparatus has a chamber, in which it is applied confining pressure to the soil sample. Contrasting from the commercial equipment for said tests, that uses a membrane with metallic rings, in this equipment the soil sample is involved by a latex membrane, allowing the consolidation being carried out isotropically or anisotropically. The loading on this equipment can be conduced on monotonic or cyclic conditions. The cyclic loading can even be conduced by controlling the deformation or the stress. Calibration and validation testes where conduced on the equipment using a fine sand of uniform granulometry which properties are largely known through other tests. The obtained results where then compared to other tests carried out on the same material in triaxial tests, direct shear and other simple shear, The results obtained were considered satisfactory, validating the developed equipment.

A formação do perfil de velocidades do vento é influenciada pela rugosidade e topografia do terreno; em um terreno plano, por exemplo, as velocidades são diminuídas conforme a sua proximidade com a superfície terrestre, determinando a constituição da camada limite atmosférica (C.L.A.). O escoamento do vento em terrenos complexos, ou seja, terrenos que possuem morros e taludes, sejam isolados ou múltiplos, possui o perfil de velocidades modificado, fazendo com que para cotas mais próximas da superfície se observe um aumento das velocidades. A este incremento de velocidades dá-se o nome de speed-up. Esta pesquisa tem como foco a investigação da estrutura do escoamento do vento, analisando minuciosamente o perfil de velocidades em um escoamento turbulento, para topografias isoladas e complexas. Para tanto, foram utilizados dois métodos para obtenção do perfil de velocidades: ensaios experimentais em túnel de vento e aplicação de normas e modelos analítcos de carregamento do vento. O plano experimental engloba nove topografias dentre as quais estão: quatro morros bidimensionais (2D) isolados, quatro morros tridimensionais (3D) isolados e um morro 3D de uma topografia complexa. Os modelos foram ensaiados para duas categorias de terreno, conforme a Norma Brasileira NBR 6123 (ABNT, 1988): I – superfícies lisas de grandes dimensões e III-IV – terreno coberto por obstáculos, no túnel de vento Prof° Joaquim Blessmann. Após a execução do plano experimental aplicou-se modelos analíticos com as mesmas parametrizações do modelo experimental e por fim foram comparados entre si. Os modelos analíticos estudados foram: Jackson e Hunt (1975, Lemelin, Surry e Davenport (1988) e as normas estudadas são: NBR 6123 (ABNT, 1988), Eurocode 1 (CEN-TC, 2010), AIJ (AIJ, 2004), NBCC (NRCC, 2010), AS/NZS (AS/NZS, 2011), ASCE (ASCE, 2010). O estudo comparativo entre os modelos analíticos e normas revela a inexistência de uma homogeneidade entre os modelos, visto que a formulação de cálculo é distinta, quando temos uma topografia em análise. Além disso, os modelos analíticos, quando comparados com os ensaios experimentais, tendem a ser mais conservadores tanto para modelos 2D ou 3D, para pontos à barlavento, no cume e à sotavento do morro. A NBR 6123 apresentou os maiores incrementos de velocidades em comparação com os demais modelos e com os dados experimentais. The formation of the wind speed profile is influenced by the roughness and topography of the ground; on a flat ground, for example, the speeds are reduced according to their proximity to the earth’s surface, determining the constitution of the atmospheric boundary layer (C.L.A.). The wind flow in complex terrain, in other words, whether single or multiples, has the modified wind speed profile, causing closest to the surface dimensions is observed increased speeds. To this increase speeds gives the name of speed-up. This research focuses on the investigation of the wind flow structure, thoroughly analyzing the speeds profile in turbulent flow, for isolated and complex topographies. For this purpose, two methods for obtaining the speed profile were used: experimental tests in a wind tunnel and application standards or wind loading codes. The experimental plan includes nine topographies among which are: four 2D hills (2D) isolates, four 3D hills (3D) isolates and a complex topography hill. The models were tested for two roughness according to the Brazilian standard NBR 6123 (ABNT, 1988): I – smooth surfaces large dimensions and III-IV – ground covered by obstacles, in the wind tunnel Prof° Joaquim Blessmann. After the execution of the experimental tests were applied analytical models with the same parametrization of the experimental model and finally were compared. The analytical models studied were: Jackson e Hunt (1975, Lemelin, Surry e Davenport (1988), NBR 6123 (ABNT, 1988), Eurocode 1 (CEN-TC, 2010), AIJ (AIJ, 2004), NBCC (NRCC, 2010), AS/NZS (AS/NZS, 2011), ASCE (ASCE, 2010. The compararative study between the analytical models and standards reveals the lack of homogeneity between the models, since the calculation formulation is different when we have a topography analysis. Furthermore, analytical models, compared with the experimental tests tend to be more conservative for both 2D and 3D models, points to the windward, top of the hill and leeward. The NBR 6123 showed the largest increases in speed compared to the other models and experimental data.

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da taxa de resfriamento na microestrutura e nas propriedades mecânicas do aço API 5L X100 soldado com MAG e analisar a suscetibilidade à trinca induzida pelo hidrogênio deste mesmo aço. Foram realizadas soldas por simples deposição em uma seção de um tubo em cinco diferentes temperaturas de pré-aquecimento (-30, 34, 100, 150 e 200 °C) de modo a se obter diferentes taxas de resfriamento. Em uma segunda etapa, foram realizadas juntas soldadas, com quatro diferentes temperaturas de pré-aquecimento de passe de raiz (32, 100, 150 e 200 °C) e temperatura de interpasse de 100 °C. Para avaliar as propriedades metalúrgicas das amostras soldadas com MAG, foram realizados os ensaios de macrofotografia, microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades mecânicas foram analisadas com o ensaio de dureza Vickers (HV5) e microdureza Vickers (HV0.2); ensaio de tração e ensaio de impacto Charpy. Na última etapa do trabalho, foi realizado o ensaio Tekken, visando avaliar a suscetibilidade do aço API 5L X100 à trinca induzida pelo hidrogênio. Foram utilizados eletrodos revestidos com diferentes condições de umidade com o objetivo de depositar diferentes níveis de hidrogênio no metal de solda. The aim of this work were to study the influence of cooling rate on microstructure and mechanical properties of an API 5L X100 welded by MAG and to analyze the susceptibility of this steel on hydrogen induced cracking. Bead on pipe welds (BOP) were made into five different temperatures (-30, 34, 100, 150 e 200 °C) aiming to reach different cooling rates during welding. On a second stage of this work, MAG welded joints were made with four different pre-heat temperatures on the root pass (32, 100, 150 e 200 °C) and controlled inter-pass temperature of 100 °C. The metallurgical properties of welds were evaluated by macrograph; light microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The mechanical properties were analyzed by Vickers hardness test (HV5), Vickers microhardness test (HV0.2), tensile test and Charpy V-notch. At the last stage of this work, Tekken test was performed to evaluate the susceptibility of API 5L X100 steel on hydrogen induced cracking. SMAW process was used with electrodes on three different humidity conditions aiming to deposit different hydrogen levels on weld metal.

O uso de energia solar para o aquecimento de água, além de permitir economizar energia elétrica, evita picos de consumo nas horas mais críticas do dia. Para um uso eficiente da energia solar é necessário utilizar um coletor solar. Este deve passar por um teste para analisar sua eficiência de conversão da energia solar em energia térmica para a água. A eficiência é avaliada com base na temperatura de entrada, na temperatura de saída, na radiação solar que atinge a área do coletor, no calor específico da água e na vazão mássica. Para padronizar os testes e ter uma melhor precisão dos resultados obtidos são utilizadas normas, neste caso a norma brasileira NBR 15747-2. Nela são descritos os seguintes métodos de ensaio de coletores com cobertura de vidro: o método estacionário e o quase dinâmico. Ambos possuem requisitos que devem ser cumpridos para validação do resultado dos testes. Um dos parâmetros que influencia diretamente no cálculo da eficiência é a temperatura de entrada da água no coletor. A variação permitida desta para o método estacionário é de ± 0,1°C da temperatura média medida. No Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul existe uma bancada construída para realizar o teste de coletores solares, porém para fazer ensaio simultâneo de dois coletores é necessário que a temperatura de entrada para ambos os coletores seja a mesma e também não varie mais que o permitido. Assim, foi desenvolvido e montado um estabilizador de temperatura com controle proporcional, integral, derivativo (PID) para atender essa necessidade. O estabilizador foi testado em bancada de laboratório de modo a observar seu comportamento e, após constatar que sua capacidade de controle atendia ao requisito da norma, este foi montado na bancada externa em que são realizados os testes. De posse dos resultados obtidos durante os ensaios dos coletores conclui-se que o estabilizador de temperatura cumpriu seu papel na bancada. Além de permitir que a bancada possa ser utilizada para ensaios de mais de um coletor simultaneamente, o dispositivo agrega a possibilidade de realizar comparações muito precisas do desempenho de dois coletores diferentes. The use of solar energy in water heating is a way to save electricity, and avoid consumption peaks during the most critical hours of a day. For an efficient use of solar energy it is necessary to use a solar collector. The collector should pass a test to analyze its efficiency in conversion of solar energy into thermal energy for the water. Efficiency is evaluated based on the inlet and outlet temperature, solar radiation reaching the area of the collector, specific heat of water and mass flow rate. To standardize the tests and have greater certainty of results standards are used like the Brazilian´s standard NBR 15747-2. This norm describes two test methods for glassed collectors: the stationary and quasi dynamic method, both have requirements that must be met for the validity of the test results. One of the parameters which directly influence the calculation of the efficiency is the water inlet temperature in the collector. The stationary method requires a variation of ± 0.1 °C at the average temperature measured. In the Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul exists a bench built to perform testing of solar collectors, but to simultaneously test more than one collector is necessary that the inlet temperature of both collectors are the same and also does not vary more than allowed. Thus it was developed and mounted a temperature stabilizer with proportional, integral, derivative (PID) control to meet this need. The stabilizer has been tested indoor at the laboratory to observe their behavior and after noting that his ability to control met the standard required it was mounted on the outdoor bench where the tests are performed. With the results obtained during the testing of collectors is possible to notice that the temperature stabilizer comply with its purpose on the bench. In addition to allowing the test bench to be used for testing more than one collector simultaneously, the stabilizer adds the possibility of performing accurate comparisons of the performance of two different collectors in various situations, since all operational conditions are equal.

A teoria de duplo eixo é geralmente utilizada para modelar e caracterizar máquinas síncronas de polos salientes. O conhecimento das indutâncias de eixo direto e eixo em quadratura são fundamentais para o desenvolvimento destes modelos e para o projeto de controladores destas máquinas. No entanto, métodos tradicionais para determinação destas indutâncias através de ensaios tornam-se impraticáveis em máquinas síncronas de ímãs permanentes pela impossibilidade de controlar a corrente de campo. Recentemente, a IEEE publicou o Std. 1812, chamado Trial-Use Guide for Testing Permanent Magnet Machines, que pode servir de guia para obtenção da reatância de eixo direto Xd. Esta norma não sugere formas de determinar a reatância de eixo em quadratura Xq, mas existem diferentes métodos para calcular este parâmetro a partir de dados coletados em testes, geralmente envolvendo medição de ângulo de carga. O objetivo deste trabalho é propor e analisar dois métodos alternativos para determinar as reatâncias do modelo de duplo eixo através de ensaios aplicados a um gerador síncrono de ímãs permanentes (GSIP) de 1,5 kW. O primeiro é baseado em predição de ângulo de carga e o segundo é baseado em medição de ângulo de carga. O primeiro combina ensaios a vazio e de curto circuito com análise do diagrama fasorial para descrever o ângulo de carga como função de grandezas elétricas facilmente mensuráveis. O segundo propõe um método de medição de ângulo de carga com auxílio de um encoder incremental. Resultados comprovam que é possível determinar indutâncias do modelo de duplo eixo com as equações desenvolvidas desde que o conteúdo harmônico não seja elevado. A teoria de duplo eixo é geralmente utilizada para modelar e caracterizar máquinas síncronas de polos salientes. O conhecimento das indutâncias de eixo direto e eixo em quadratura são fundamentais para o desenvolvimento destes modelos e para o projeto de controladores destas máquinas. No entanto, métodos tradicionais para determinação destas indutâncias através de ensaios tornam-se impraticáveis em máquinas síncronas de ímãs permanentes pela impossibilidade de controlar a corrente de campo. Recentemente, a IEEE publicou o Std. 1812, chamado Trial-Use Guide for Testing Permanent Magnet Machines, que pode servir de guia para obtenção da reatância de eixo direto Xd. Esta norma não sugere formas de determinar a reatância de eixo em quadratura Xq, mas existem diferentes métodos para calcular este parâmetro a partir de dados coletados em testes, geralmente envolvendo medição de ângulo de carga. O objetivo deste trabalho é propor e analisar dois métodos alternativos para determinar as reatâncias do modelo de duplo eixo através de ensaios aplicados a um gerador síncrono de ímãs permanentes (GSIP) de 1,5 kW. O primeiro é baseado em predição de ângulo de carga e o segundo é baseado em medição de ângulo de carga. O primeiro combina ensaios a vazio e de curto circuito com análise do diagrama fasorial para descrever o ângulo de carga como função de grandezas elétricas facilmente mensuráveis. O segundo propõe um método de medição de ângulo de carga com auxílio de um encoder incremental. Resultados comprovam que é possível determinar indutâncias do modelo de duplo eixo com as equações desenvolvidas desde que o conteúdo harmônico não seja elevado.

Os processos de reciclagem e produção de agregados reciclados provenientes de resíduos de construção e demolição (RCD) estão se consolidando no Brasil, mas o seu emprego não ocorre na mesma proporção. A utilização desses em pavimentação, principalmente em camadas de base e sub-base, é considerada mais conveniente que em outras áreas, visto que não necessita de procedimentos avançados de reciclagem e utiliza os mesmos processos construtivos que agregados já consagrados, como britas graduadas. Entretanto, as recomendações normativas existentes remetem à caracterização dos agregados, sendo que as alusões ao seu comportamento mecânico são idênticas às impostas para britas graduadas. Além disso, a literatura existente é limitada frente a outros materiais alternativos, o que implica restrições ao seu emprego. Buscando atenuar essas incertezas, essa pesquisa tem como objetivo analisar o comportamento mecânico de agregados reciclados provenientes de RCD, de modo a identificar suas principais características e fornecer parâmetros de anteprojeto para o dimensionamento de pavimentos que utilizam esse material como camadas de suporte. Para isso, a primeira etapa comportou uma análise dos processos de beneficiamento dos agregados reciclados, de modo a identificar como influem nas suas características, o que foi alcançado concomitantemente a segunda etapa, que consistiu na análise dos agregados por meio de ensaios específicos de caracterização física e química. A terceira e principal etapa baseou-se na análise do comportamento mecânico, que além da determinação em equipamentos convencionais, também utilizou um equipamento triaxial de grande porte que comporta corpos de prova de 25 x 50 cm, permitindo a utilização da distribuição a ser empregada em campo. Essa etapa iniciou pela análise da compactação, realizada com curvas granulométricas e modos de umedecimento distintos, onde os mais promissores foram escolhidos para verificar a influência do método de compactação, sendo ele dinâmico ou vibratório. Após essas determinações, a análise concentrou-se no módulo de resiliência, na resistência ao cisalhamento e na deformação permanente, sendo que as evoluções da deformação permanente foram classificadas segundo a teoria do Shakedown. Os resultados demonstraram que a compactação causa a quebra de agregados, porém essa é menor quando utilizada compactação dinâmica. Os RCD apresentaram bom comportamento em relação deformações elásticas, com módulo de resiliência semelhantes aos apresentados por britas. Dado a diminuição de partículas lamelares causada pela quebra durante o processo de compactação, os valores mais representativos do ângulo de atrito e do intercepto coesivo foram 41° e 60 kPa, respectivamente. As análises das deformações realizadas em multiestágios demonstraram que, se utilizados em pavimentos com baixo de volume de tráfego, para razões de tensões σd / σ3 < 2 e tensões desvio σd ≤ 210 kPa, bases compostas de RCD não vão desenvolver deformações plásticas iniciais excessivas e o material vai responder elasticamente. Além disso, essas bases estão seguras contra falhas de cisalhamento. Em suma, as análises indicam que os RCD podem ser utilizados como materiais para bases e sub-bases de pavimentos de baixo volume de tráfego, dando um destino nobre a uma matéria-prima renovável e facilmente encontrada, que na maioria das vezes é desperdiçada e cuja geração aumenta constantemente. Construction and Demolition Waste (CDW) recycling processes are consolidating in Brazil, but their use does not occur in the same proportion. The application of such in pavement, especially in base and sub-base layers, it is considered more convenient than in other areas because it does not require advanced recycling procedures and using the same constructive processes which aggregates already established, as graded gravel. However, existing normative recommendations refer to the characterization of the aggregates, and the allusions to their mechanical behavior are identical to those imposed on graded gravel. Moreover, the existing literature is limited compared to other alternative materials, implying restrictions on its use. Seeking to mitigate these uncertainties, this research aims to analyze the mechanical behavior of recycled aggregates from CDW, in order to identify its main characteristics and provide parameters for draft design of pavements that using this material as a support layer. For this, the first step involved an analysis of the aggregates recycling procedures, in order to identify the influence of this process in their characteristics, which were concomitantly reached the second stage consisting in the analysis of aggregate by specific tests of physical and chemistry characterization. The third and main step was based on the analysis of mechanical behavior, which besides determining in conventional equipment also utilized a large triaxial device that carries specimens of 25 x 50 cm, allowing the use of the distribution to be employed in field. This step began by analyzing the compaction performed with gradation curves and distinct modes of moistening, where the most promising were chosen to investigate the influence of compaction method, either dynamic or vibration. After these determinations, the analysis focused on the resilient modulus, shear strength and permanent strain, and the evolution of permanent strain were classified according to the theory of Shakedown. The results showed that compaction causes the aggregates break, but this is less when used dynamic compaction. The CDW had good behavior relative elastic strains, with resilient modulus similar to those presented by gravel. Since the decrease of lamellar particles caused by breakage during the compaction process, the most representative values of the friction angle and cohesive intercept were 41° and 60 kPa, respectively. The analysis of the permanent strain carried out in multistage demonstrated that if used in pavements with low traffic volume, for reasons of stress σd / σ3 < 2 and deviator stress σd ≤ 210 kPa, compound bases CDW will not develop excessive initial plastic strain and the material will respond elastically. In addition, these bases are secure against shear failure. In essence, the analysis indicates that the CDW can be used as materials for bases and sub-bases of low volume traffic floors, giving a noble destiny to a renewable raw material and easily found that most of the time is wasted and whose generation is constantly increasing.

Nos últimos anos é notável a preocupação mundial com o controle de taxas de emissões fugitivas em equipamentos instalados na indústria do petróleo e gás. Os prejuízos com a perda de produção e impacto ambiental direcionam as empresas do segmento a buscarem projetos mais eficientes, principalmente com relação às válvulas industriais, que são equipamentos utilizados para gerenciamento de fluidos com a função de bloquear, direcionar ou controlar o fluxo de determinado produto fluente em uma planta industrial. As emissões fugitivas são vazamentos de produtos químicos, que se apresentam para atmosfera de forma inesperada ou indesejada em equipamentos. O objetivo deste estudo foi desenvolver e validar um projeto de válvula industrial do tipo esfera para aplicações que requerem baixas emissões fugitivas. Inicialmente foram identificados e avaliados os requisitos apresentados na norma ISO 15848-1, quanto aos ensaios que devem ser executados em protótipo de válvula do tipo bloqueio para qualificação de projeto, onde foi possível elaborar um procedimento de ensaio. Foi realizado o dimensionamento dos sistemas de vedações para um protótipo de válvulas do tipo esfera, Top Entry, Trunnion, bitola NPS 4”, classe de pressão CL600, utilizando como padrões construtivos as normas API 6D, ASME B16.34 e ABNT NBR 15827. Fabricou-se um protótipo deste equipamento o qual foi utilizado na realização dos ensaios de qualificação do projeto. Foram realizados ciclos de abertura e fechamento do obturador da válvula, utilizando a pressão máxima de trabalho, conforme padrões construtivos e como fluido de teste foi utilizado o gás Hélio. Os ensaios foram realizados em uma câmara de ciclagem de válvulas instrumentada com um espectrômetro de massa de Hélio, onde foi possível monitorar e registrar os dados do ensaio, tais como: vazamentos, número de ciclos, pressão de teste, temperatura e torque durante os acionamentos da válvula. Os resultados obtidos com relação aos requisitos da norma ISO 15848-1 foram: número de ciclos 2500 atendendo a classificação CO3, classe de vazamento Classe B, temperatura de qualificação de -29 °C a 200 °C. Também foi realizado a qualificação Fire Test conforme norma ISO 10497 como complemento. Conclui-se que este trabalho atingiu os objetivos pré-estabelecidos quanto à homologação do protótipo e contribuiu com a preservação do meio ambiente, pois a concepção de projetos eficazes, que minimizam as taxas de poluição para a atmosfera, contribuí com a preservação dos ecossistemas. In recent years is remarkable worldwide concern over control rates fugitive emissions in equipment installed in the oil and gas industry. The loss of production and environmental impact, leads segment companies to seek more efficient projects, mainly with respect to industrial valves, which are devices used for fluid management with the function to block, to direct or to control the flow of fluent product in an industrial plant. Fugitive emissions are leaks of chemicals which present themselves to atmosphere in a manner unexpected or undesired in equipment. The objective of this study was to develop and validate a model of industrial ball valve design for applications requiring low fugitive emissions. Initially were identified and assessed the requirements of ISO 15848-1 standard, how much to the appropriate tests to be executed on the prototype of block valve for qualification. It was possible to develop a test procedure. It was made the design of the seals systems for a ball valve prototype, type Top Entry, Trunnion, NPS 4", pressure class CL600. Was used API 6D, ASME B16.34 and NBR 15827 as construction standards. A prototype of this equipment has manufactured and used in the realization of design qualification tests. Were performed opening and closing cycles of the valve plug by using the maximum working pressure conform construction standards and was used Helium gas as test fluid. The tests were performed in a valve cycling chamber instrumented with a Helium mass spectrometer, where it was possible to monitor and record the test data as: leaks, number of cycles, pressure, temperature and torque for the valve actuators. The results obtained with respect to the ISO 15848-1 standard requirements were: number of cycles 2500 attending to CO3, classification leakage Class B, qualification temperature of -29 ° C to 200 ° C. It was also performed the qualification Fire Test ISO 10497 standard as a complement. In conclusion, this work has reached the pre-established objective about the approval of the prototype and contributed to the preservation of the environment, because the conception of effective projects that minimize pollution rates to the atmosphere, contributes to the preservation of ecosystems.

Nas últimas décadas, a busca pelo desenvolvimento sustentável vem influenciando indústrias de diversos setores a procurar uma destinação correta para os seus resíduos, esta ação visa reduzir os impactos ambientais gerados pelas diversas atividades de cada indústria. Neste sentido, a construção civil se mostra um setor potencial para este emprego, visto a elevada quantidade de matéria-prima de origem natural consumida. No estado do Rio Grande do Sul, onde há a terceira maior produção de pedras preciosas do Brasil, as etapas do beneficiamento de pedras, como a ágata, geram resíduos que requerem solução quanto ao seu destino final. O resíduo de ágata apresenta-se sob três formas: pó, com formato mais arredondado; agregado miúdo, alongado, e a terceira no formato de agregado graúdo, também alongado, todos de coloração clara. No entanto, sempre que se almeja empregar um resíduo, inicialmente é preciso avaliar suas possibilidades de aplicação, frente a questões de sua aplicabilidade técnica, ambiental e econômica. O presente trabalho tem por objetivo estimar a influência dos agregados de ágata, quando substituindo o agregado miúdo de calcário, tradicionalmente utilizado em matrizes cimentícias de cimento Portland branco. O estudo foi desenvolvido iniciando-se pela caraterização dos materiais que foram utilizados, passando posteriormente à realização de ensaios de caracterização de argamassas no estado fresco e no estado endurecido. No estado fresco foram avaliados o índice de consistência e a reologia da mistura, através da reometria rotacional e do squeeze flow. No estado endurecido foram avaliadas as propriedades mecânicas, através dos ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, densidade de massa aparente, módulo de elasticidade dinâmico, e de durabilidade, avaliando a absorção de água por capilaridade e a reação álcali-agregado. Verificou-se influências significativas quanto à substituição dos agregados miúdos por pó de rolagem de ágata. No estado fresco observou-se que as argamassas com pó de rolagem de ágata demandaram maior consumo de água e apresentaram maior plasticidade. Já no estado endurecido, as argamassas produzidas com o agregado miúdo de ágata apresentaram uma resistência à compressão e resistência à tração na compressão diametral inferior quando comparadas às argamassas produzidas com calcário, com diferentes relações água aglomerante. Além disso, as argamassas produzidas com agregado miúdo de ágata apresentaram densidade de massa aparente e módulo de elasticidade inferior quando comparada com as argamassas com agregado miúdo de calcário. Quanto à absorção de água por capilaridade, as argamassas produzidas com pó de rolagem de ágata apresentaram menor índice de absorção, com exceção dos traços produzidos sem pó de rolagem de ágata, onde o calcário apresentou uma menor absorção de água por capilaridade. No ensaio de reação álcali-agregado, o agregado miúdo de ágata foi considerado reativo, no entanto a combinação entre este agregado e o pó de rolagem de ágata gerou resultados inócuos. In recent decades, the demand for sustainable development has been influencing industries from many sectors to seek a proper destination for their waste. The use of waste for other purposes aims to reduce the environmental impacts. In this context, the civil construction industry is a potential sector for this use, since the high amount of natural raw material used, being a viable alternative to reduce their environmental impact. Thus, in the state of Rio Grande do Sul, where there is the third largest production of precious stones of Brazil, processing stages of the stones, such as agate, generate waste that requires solution in relation to its final destination. Agate residues are found in three different forms: powder, with rounded shape; fine aggregate, with elongated shape, and coarse aggregate, also with elongated shape, all light-colored. The use of waste requires knowledge of their application possibilities, trying to evaluate the feasibility of its use in the technical, environmental and economic point of view. The objective of this study was to evaluate the influence of the use of agate aggregates in mortar for white concrete, replacing limestone fine aggregate, usually employed in cementitious matrices of white Portland cement. The study started with the characterization of the materials that were used and conducting to perform the tests in fresh and hardened state. The samples in fresh state were investigated by consistency index and squeeze flow. In the hardened state, samples were subjected to compression tests, tensile strength in diametrical compression, bulk density, dynamic modulus of elasticity, and also durability tests were used to evaluate the absorption of water by capillarity and the alkali-aggregate reaction. The results have shown significant influences in the substitution of fine aggregates by agate powder. In the fresh state it was observed that the mortars with agate powder required higher consumption of water and had better plasticity. In the hardened state, it was observed that mortars with agate fine aggregate showed lower compressive and tensile strength in diametrical compression, bulk density and modulus of elasticity compared to mortars made with limestone. In addition, the mortars produced with agate powder showed lower absorption of water by capillarity, except for mixtures produced without agate powder, where the limestone causes a lower water absorption by capillarity. In the alkali-aggregate reaction the agate fine aggregate can be considered reactive. However, the combination of this aggregate and agate powder can be considered innocuous.

Num mundo obcecado pelas inovações e sedento pela velocidade, percebe-se a necessidade da constante busca por soluções em todas as áreas do conhecimento. Dentro da Geotecnia isso pode ser obtido com propostas geotécnicas que proporcionem custo reduzido, incluindo preservação dos recursos naturais. Promover o aproveitamento de solos que não apresentam características geotécnicas adequadas é um dos pontos observados nas pesquisas de inovações geotécnicas. Adequar o solo a características de resistência à compressão simples e valores de módulo de cisalhamento inicial, melhorando-o com o uso de cimentos já firmados no mercado nacional, e cimentos alternativos obtidos com a adição de resíduos é a linha que conduz esta pesquisa, que possui como objetivo principal verificar a influência da adição de cimentos em um solo mole orgânico do município de Porto Alegre – RS, Brasil. As misturas eram compostas por um único solo matriz e vários tipos de atente cimentante, sendo eles: cimento Portland CP V-ARI mais escória de alto forno moída (grossa); cimento Portland CP V-ARI mais escória de alto forno moída (fina); cimento Portland CP V-ARI mais fosfogesso (dihidratado); cimento Portland CP V-ARI mais fosfogesso (hemihidratado); cimento Portland CP V-ARI mais cal viva; e cimento Portland CP V-ARI. Os teores de tais agente cimentantes foram fixados em 75 kg/m³, 125 kg/m³, 175 kg/m³, 225 kg/m³ e 275 kg/m³, em massa de cimento por volume de solo, e com teor de umidade da mistura final determinado em 120%. Além da variação dos teores e do tipo de agente cimentante, também foram estipulados três tempos de cura 7, 28 e 90 dias. fim de avaliar qual mistura se comporta de maneira mais adequada, realizaram-se ensaios de resistência à compressão simples e medidas de módulo de cisalhamento inicial. Para que seja possível uma previsão de comportamento dessas misturas é proposta uma equação que leva em consideração a porosidade da mistura (h) e o teor volumétrico de agente cimentante (Civ), e também o fator de água/agente cimentante (a/c). Os resultados indicaram que o aumento no teor dos agentes cimentantes leva ao crescimento na resistência à compressão simples e também nos valores do módulo cisalhante inicial, para os três tempos de cura estudados. A tentativa de estabelecer uma metodologia de previsão de comportamento se apresentou de forma consistente através do método que leva em consideração a relação porosidade/teor volumétrico de agente cimentante e também pelo fator água/cimento (a/c), sendo que a resistência à compressão simples e os valores do módulo cisalhante inicial aumentam com o decréscimo do valores de “h/Civ” e “a/c”. A técnica de melhoramento do solo mole orgânico estudado se mostrou eficaz e capaz de ser realizada com vários tipos de agentes cimentantes, obtendo-se características distintas em função do tempo de cura, do teor e do tipo de agente cimentante adicionado ao solo. In a world obsessed by innovation and thirsty for speed, it can be seen the need for constant search for solutions in all areas of knowledge. Within Geotechnical Engineering, it can be obtained with geotechnical proposals that provide reduced cost, including preservation of natural resources. Promoting the use of soils that do not have adequate geotechnical characteristics is one of the points observed in geotechnical research innovations. Adjusting the soil strength characteristics and initial shear modulus values, improving it with the use of standard cements and alternative cements obtained with the addition of waste is the line that leads this research, which has as main objective the verification of the influence of the addition of distinct binders in an organic soft soil of Porto Alegre - RS, Brazil. The mixtures were composed of a single soil matrix and various types of binders, namely: early strength Portland cement, early strength Portland cement mixed with ground furnace slag (coarse particles), early strength Portland cement mixed with ground furnace slag (fine particles), early strength Portland cement mixed with gypsum (di-hydrate), early strength Portland cement mixed with gypsum (hemi-hydrate) and early strength Portland cement mixed with quicklime. The binder amounts were set at 75 kg/m³, 125 kg/m³, 175 kg/m³, 225 kg/m³ and 275 kg/m³ in mass of binder per volume of soil, and moisture content of 120% regarding final mixture. In addition to changes in the amount and type of binders, three cure times were also stipulated 7, 28 and 90 days. In order to assess which mixture behaves more adequately, strength tests and initial shear modulus measures were carried out. In order to foreseen the mechanical behavior of the blends, a methodology that takes into account the porosity/volumetric cement content ratio ( /Civ), as well as the well-known water/cement ratio (a/c) are used. Results indicated that the increase in the binder content leads to an increase in compressive strength and also in the initial shear modulus, for all curing times. Both /Civ and a/c are capable to predict the unconfined compressive strength and the initial shear modulus. The studied technique of improving organic soft soils with various types of binders was successful, thus obtaining different characteristics in terms of curing time, binder content and type of binder added to the soil.

O uso de sistemas de faceamento flexíveis com malhas metálicas é uma alternativa viável ao uso do concreto projetado como faceamento em sistemas de solo grampeado. Vários modelos de malhas são empregados hoje para este uso, sendo classificados pela resistência à tração no sentido longitudinal. Mesmo que relevante, segundo Cala et al., (2012), somente este dado é insuficiente para o correto dimensionamento destas soluções. A presente pesquisa busca identificar quais os parâmetros de resistência são necessários para o dimensionamento de um faceamento em malha metálica. Para tanto foram avaliadas duas metodologias desenvolvidas especificamente para as malhas aplicadas junto com a solução de solo grampeado, os métodos Ruvolum e Macro1. Foram então desenvolvidos equipamentos, similares aos utilizados por Roduner (2011) e Cala et al. (2012), para caracterizar 4 diferentes modelos de malhas, avaliando a resistência das mesmas frente aos esforços considerados nos modelos de cálculo investigados, tração e o cisalhamento no contato malha/grampo. Deste modo, foram utilizados resultados de ensaios em escala real com a simulação de um talude em solo tratado com as 4 malhas, para a validação dos métodos de dimensionamento, e para investigar quais os parâmetros de resistência da malha são mais importantes. Como resultado foram determinadas as resistências das malhas avaliadas, sendo a de tração no sentido longitudinal entre 50 e 140 kN, e a resistência no contato malha/grampo, que variou entre 10 e 30 kN. Por fim foi realizada uma análise paramétrica com o método Ruvolum a fim de verificar a influência na variação da coesão, espessura instável e ângulo de atrito, dados nem sempre bem definidos em projeto. Os resultados mostram, como era esperado, a grande sensibilidade da variação nos resultados frente aos efeitos da coesão, sendo então recomendado, como em qualquer análise de estabilidade cautela no uso deste parâmetro. A análise destes resultados permite concluir que o método mais adequado para modelar um talude em solo grampeado com face em tela foi o Ruvolum, com previsões que se aproximaram das medições reais dos ensaios de campo. The use of flexible facing systems with steel meshes is a viable alternative to the use of shotcrete as facing in soil nailing systems. Currently several different models meshes are being used today for this purpose, being classified only by the tensile strength in the longitudinal direction of the mesh. Even though this parameter is quite relevant, alone it cannot be used to design the flexible facing systems. So this research aims to identify which steel mesh strength parameters are really needed for the correct dimensioning of such solutions. In order to do so two calculation methodologies, specially developed for steel meshes design, were investigated. The design models are called Ruvolum and Macro1 Equipments were developed, similar to those presented in Cala et al. (2012), to investigate four different models of mesh, in order to find the strength parameters presented on the studied calculation models, being than tensile and shear. Thus, to validate the investigated design methodologies, field tests results were compared to the models predictions. As product of the research it was possible to determine the tensile strength of the 4 meshes models, being then ranging from 50 and 140 kN. Also it was possible to define the shear resistance in the nail head/mesh contact, which ranges from 10 to 30 kN. The last step of the research was a parametric analysis, performed with the Ruvolum method to evaluate the influence on the variation of cohesion, unstable thickness and friction angle in the predictions, since this data aren’t always available in ordinary projects. These analysis have showed that the most influent parameter is cohesion, one that is very hard to determine. Also it was found by the results analysis that the appropriate calculation model to simulate a slope stabilized with soil nail and steel meshes facing is the Ruvolum, due the closeness of the predictions to the real field data.

A crescente utilização de plataformas flutuantes na atividade de exploração de petróleo vem exigindo desenvolvimento de estudos relacionados a novas técnicas de execução e metodologias de projetos de fundações em ambiente marinho. A presente pesquisa é continuação do trabalho desenvolvido por Rocha (2014) e tem como objetivo: estudar a atenuação de cargas dinâmicas no trecho da linha de ancoragem embutida no solo, através de experimentos em modelos reduzidos com solos argilosos. Os ensaios foram realizados em laboratório a partir de um sistema de carregamento dinâmico capaz de produzir vibração com faixas de aceleração e frequência desejadas. Para atingir os objetivos da pesquisa foram abordados os conceitos da carga dinâmica, reologia e tixotropia. Foram realizados ensaios em solos argilosos com teores de umidade em torno de 120%, obtidos a partir de misturas no laboratório de caulim (85% em massa seca), bentonita (15% em massa seca) e água, com a finalidade de obter um solo argiloso com propriedades geotécnicas similares às dos solos offshore prospectados pela Petrobras. Os ensaios de mini palheta e extração de umidade ao longo da profundidade permitiram concluir que os valores da resistência não drenada da argila crescem com profundidade, enquanto o teor de umidade decresce, sendo que a resistência ao cisalhamento não-drenada guarda similaridade em relação às condições de campo. Na realização dos ensaios de carregamentos estáticos e dinâmicos realizados com variação do ângulo de referência de 0º a 55º foram utilizadas duas células de cargas para medir as forças aplicadas no touch down point e no ponto de ancoragem. Os resultados obtidos nesses ensaios mostraram atenuação de carga devido à força de reação (atrito) gerada pelo solo na interface solo-corrente, quando a massa do solo envolvente é sujeita a grandes deformações. Observou-se que a magnitude de atenuação estática varia de 12,9 a 18,3% e depende da variação de profundidade de embutimento da estaca (comprimento da linha de ancoragem), do ângulo de referência, da resistência não drenada da argila e do nível de força de pré-tração aplicada, enquanto que no ensaio de carregamento dinâmico verificou-se que os valores de atenuação normalizada de cargas dinâmicas situam-se na faixa de 24 a 26% e são levemente influenciados pela variação da força de pré-tração e frequência de vibração devido à parcela viscosa da argila. The increasing use of floating platforms for oil exploration activity has required development of studies related to new techniques and methodologies for foundation design in the marine environment. This research is the continuation of the work of Rocha (2014) and aims: to study the attenuation of dynamic loads in buried mooring lines through experiments in reduced scale models in clay deposits. The tests were performed in the laboratory from a system of dynamic loading that is able to produce vibration within desirable ranges of acceleration and frequency. The concepts of dynamic loading, rheology and thixotropy are discussed in order of evaluating the properties of the clay. Tests were conducted on clay soils with moisture content of about 120% obtained from laboratory mixtures of kaolin (85% dry matter), bentonite (15% dry matter) and water, in order to obtain a clay soil with geotechnical properties similar to those of offshore fields prospected by Petrobras. The mini vane tests and water content of specimens showed that the values undrained shear strength increase with increasing depth, while the moisture content decreases. In carrying out static and dynamic loading tests performed on reference angles ranging from 0° to 55° two cell loads were used to measure the forces applied at the touch down point and at the anchor point. The results obtained in these tests showed load attenuation due to the reaction forces (friction) generated by the soil along the soil-stream interface, when the mass of the surrounding soil is subjected to large deformations. It was observed that the magnitude of the static attenuation varies from 12.9 to 18.3%, the variation being a function of depth of cutting mounting (anchoring line length), reference angle, undrained shear strength of the clay and level of pre-applied tensile force, while the dynamic loading tests were found to give normalized attenuation values of dynamic loads in the range of 24 to 26%. Under dynamic loading, attenuation is slightly influenced by variation of tensile force and frequency of vibration due the viscous efects of the clay.

A problemática associada à execução e interpretação de ensaios de campo (e.g. palheta e pizocone) em materiais siltosos motiva a presente pesquisa, onde são desenvolvidas modelagens analíticas em poroelasticidade para o estudo do efeito de fluxo transiente no solo. As modelagens desenvolvidas referem-se aos problemas de rotação e expansão de um cilindro inserido na massa de solo. A abordagem adotada para solução dos problemas baseia-se na equivalência entre a resposta local de um comportamento perfeitamente plástico, em processo de carregamento monotônico, e um comportamento fictício não-linear poroelástico apropriado. Soluções fechadas para o campo de tensões, deformações e poropressões foram obtidas para o problema simplificado de rotação. Para a solução do problema de expansão considerou-se que um módulo equivalente elástico condiciona o fluxo, o que possibilita a obtenção de uma solução fechada para as distribuições de poropressões, tensões e deformações foram calculadas numericamente. Os modelos desenvolvidos foram criticamente comparados a resultados de simulações numéricas em elementos finitos, demostrando capturar a mesma tendência de comportamento. As condições de drenagem foram interpretadas no espaço de velocidade normalizada V e grau de drenagem U, demostrando que o processo de dissipação é sensível à rigidez do material. Uma tentativa de aplicação dos modelos foi realizada para a interpretação de ensaios de palheta em resíduo de zinco, e piezocone em resíduo de ouro. Destaca-se que as aplicações propostas não são determinísticas, e foram utilizadas para identificação de padrões de comportamento e análise de sensibilidade de parâmetros. Neste contexto, verificou-se que os modelos podem ser utilizados para a estimativa das velocidades não drenadas de ensaio, porém a transição de comportamento parcialmente drenado para drenado é subestimada pelos modelos. Por fim observa-se que, de maneira geral, os modelos se demonstram úteis para o entendimento do comportamento de materiais siltosos em fluxo transiente. The problems associated with the in situ tests interpretation in silty materials motivates the present research where analytical models were developed for the study of transient flow. The developed models refer to the rotation and expansion of a cylinder considered deeply embedded into an infinite nonlinear poroelastic medium. The approach is based on the local equivalence between the response of a perfectly plastic behavior to monotonic loading and an appropriate fictitious non-linear poroelastic response. Closed-form solutions for pore pressures, stresses and displacements were derived for the rotation problem within a simplified poroelastic framework. The expansion problem was solved considering a simplified framework for the diffusion equation to derive a closed-form expression for pore pressure distribution, while stresses and displacements were computed numerically. The results are discretised and critically compared to finite element solutions showing good agreement in terms of radial stresses and pore pressure distributions. Results are also displayed in the space of normalized velocity (V) versus degree of drainage (U), showing to be sensitive to the soil rigidity. An attempt to apply the models was made: a) for the interpretation of vane tests in zinc tailings; b) for the interpretation of piezocone tests in gold tailings. Applications are considered approximate, showing that the models can be used to estimate the onset of the undrained regime, wheres the transition from partially drained to drained is underestimated by the models. In general, the models prove to be useful in understanding rate effects in silty soils.

O desenvolvimento de pesquisas relativas ao comportamento das estruturas offshore são de fundamental importância para as atividades de exploração de petróleo a fim de permitir uma análise mais precisa do desempenho do sistema de ancoragem. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo analisar o comportamento das linhas de ancoragem submetidas a esforços de tração bem como avaliar e quantificar a atenuação das cargas ao longo do trecho enterrado determinando assim as forças que efetivamente chegam à estaca torpedo. Inicialmente foram projetados e construídos os equipamentos, em modelo reduzido, para a realização dos ensaios experimentais de carregamento estático conduzidos na escala de 1:40. As argilas empregadas nos ensaios foram produzidas em laboratório com o objetivo de obter um solo com propriedades físicas similares à da argila típica do leito marinho, a partir da mistura caulim, bentonita e água, sendo definida a composição em massa seca de 85% de caulim, 15% de bentonita e teores de 100% de umidade para a mistura denominada como argila A, e 120% de umidade para a mistura referida como argila B. Após a caracterização geotécnica concluiu-se que a argila B se assemelha às condições de campo. A força que chega ao ponto de ancoragem, equivalente ao que seria o ponto de fixação da amarra ao torpedo, foi medida experimentalmente através de uma célula de carga para duas componentes (vertical e horizontal) instalada no piso do tanque. A catenária invertida formada pela amarra foi registrada em alguns pontos não visíveis através de um sensor por ultrassom. O carregamento da linha de ancoragem foi produzido para diferentes ângulos de incidência, em ciclos de carga e descarga. Os resultados mostram que, mesmo em uma abordagem estática, flutuações de carga na linha de ancoragem não são inteiramente transmitidas ao ponto de ancoragem (torpedo), sendo parcialmente absorvidas ao longo do trecho enterrado da amarra. A atenuação de carga na argila A foi de 24%, enquanto que a atenuação apresentada na argila B variou entre 14 %, 6% e tendendo a 0 nos ensaios realizados respectivamente nas alturas de solo de 72 cm, 48 cm e 24 cm. Verificou-se também que a qualidade dos critérios de similaridade inicialmente adotados foi satisfatória. The research development on the behavior of offshore structures is fundamentaly important for the exploration of oil in order to allow a more precise analysis of the performance of offshore mooring systems. In this sense, the present work aims to analyze the behavior of embedded mooring lines subjected to tensile stresses and to evaluate and quantify the attenuation of loads along the stretch buried thus determining the forces that effectively reach the torpedo pile. Initially, the equipment were designed and built, in a reduced model, so the experimental tests of conducted static load on the scale of 1:40 could be conducted. The clays used in the tests were produced in the laboratory in order to obtain a soil with similar physical properties to the typical clay seabed, from mixing kaolin, bentonite and water, the composition being set on dry matter of 85% kaolin 15% bentonite content and 100% humidity for mixing clay called as A, and 120% humidity for mixing said clay as B. After geotechnical characterization, it was found that the clay B is similar to field conditions. The force that reaches the anchor point, equivalent to what would be the point of attachment of mooring the torpedo, was experimentally measured by a load cell for two components (vertical and horizontal) installed on the floor of the tank. The reverse catenary formed by the embedded mooring line was recorded in some not visible spots through an ultrasound sensor. The load of the anchor line has been produced for different incidence angles, in loading and unloading cycles. The results show that, even in a static approach, load fluctuations in the anchor line are not fully transmitted to the anchor point (torpedo). Partially absorbed along the stretch of mooring buried. The attenuation of the load on the clay A was 24%, while the attenuation shown in clay B ranged from 14%, 6% and approaches 0 in the tests performed respectively on the ground heights of 72 cm, 48 cm and 24 cm. It was also found that the quality of similarity criteria adopted initially was satisfactory.

A importância de um escoamento adequado em distribuidores de lingotamento contínuo, quando o objetivo é produzir aços limpos (clean steels), vem sendo largamente discutida e estudada nas últimas décadas. Esses estudos usualmente são realizados em modelos físicos e/ou numéricos, visto que em unidades industriais são de difícil execução. Nos modelos físicos, os estudos como a simulação da remoção de inclusões para diferentes condições de escoamento tem se mostrado bastante importante para o entendimento do escoamento no distribuidor e seus respectivos artifícios favorecedores de flotação de inclusões. Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento da remoção de inclusões em um modelo físico do distribuidor de lingotamento contínuo de tarugos frente à modificação de escoamento no distribuidor. O ensaio proposto para quantificar a remoção de inclusões envolve a utilização de micropartículas de polietileno para simulação das inclusões sólidas de alumina e peneira metálica como método de captura de inclusões passantes pelo veio do distribuidor. Para fornecer suporte a este estudo, foram realizados estudos de qualificação do escoamento por meio do ensaio de linhas de fluxo e de quantificação dos tempos de residência e frações de volumes característicos por meio do ensaio de distribuição de tempos de residência. A técnica utilizada se mostrou confiável sob o ponto de vista experimental. Como resultados do comportamento da remoção de inclusões frente aos parâmetros estudados, têm-se especificamente para o distribuidor estudado que: o aumento da velocidade de lingotamento, em média, aumentou o porcentual de inclusões passantes de 11,61 (1,8 m/min) para 17,45% (2,6 m/min); a presença do tubo longo, em média, aumentou o porcentual de inclusões passantes de 2,79 (sem tubo longo) para 27,03% (com tubo longo); a presença das barreiras, em média, diminuiu o porcentual de inclusões passantes de 16,16 (sem barreiras) para 13,65% (com barreiras). When the objective is to produce clean steels, the appropriated melt flow in the tundish is very important. It has been widely discussed and studied by researchers in the lasts decades. Physical and/or mathematical models are used to perform these studies because is very difficult to do it in industrial plants. In the physical models, the studies as the simulation of inclusion removal to different conditions of fluid flow have showed to be very important to understand the tundish and its respective tools to improve the inclusion removal. This work aims to study the behavior of inclusion flotation in a physical model of continuous casting tundish of steel billets in different kinds of fluid flow. The method proposed to quantify the inclusion removal involves the utilization of microparticles of polyethylene to simulate solid alumina inclusion and a metallic sieve in the strand as a method to catch the non-floated inclusions. The quantification of inclusion removal has the support of two others experiments to qualify de flow pattern by visual observation using dye tracer and quantify the residence time distribution of the model using acid tracer. The method used in this work to quantify inclusion removal showed to be reliable from an experimental point of view. As results of the behavior of the inclusion removal, the speed of ingoting increased the non-floated inclusions from 11.61 (1.8 m/min) to 17.45% (2.6 m/min), the presence of the submerged inlet shroud increased the non-floated inclusions from 2.79 (without) to 27.03% (with) and the presence of the dams the non-floated inclusions decreased from 16.16 (without) to 13.65% (with).

As obras de engenharia atuais envolvem unidades estruturais de grande porte cujo projeto e execução devem ser cuidadosamente observados. Devido à complexidade das cargas e solicitações estruturais, as metodologias de projeto devem atender a necessidades específicas. A variabilidade geotécnica associada à diversidade de carregamentos, impõe a necessidade de desenvolvimento de metodologias aplicadas especificamente a projetos de fundações que serão sujeitas a carregamentos laterais, tais como pontes, obras portuárias, torres de linhas de transmissão, aerogeradores (onshore e offshore) e plataformas (offshore e nearshore) de exploração de petróleo e gás natural. Existem alguns métodos relatados na literatura geotécnica para projeto de fundações submetidas a esforços horizontais. Nenhum destes métodos considera uma solução baseada no simples reforço, através de técnicas de cimentação, dos solos na sua camada superficial, radial à estaca. Dessa forma, procura-se na presente pesquisa estudar o comportamento de fundações profundas com reforço do solo na sua camada superficial, sujeitas a carregamentos horizontais. São apresentadas diretrizes de projeto, estabelecendo-se ainda um modelo de previsão da capacidade de carga de fundações profundas submetidas a este tipo de carregamentos. Ensaios em campo experimental e simulações numéricas tridimensionais, usando o Método dos Elementos Finitos foram realizados, por forma a se obter uma melhor compreensão do comportamento de estacas carregadas lateralmente. Considerando o diâmetro da estaca (D) e a sua profundidade (L), no campo experimental, foram definidas razões L/D representando o comportamento de estacas rígidas e flexíveis. Diversos ensaios de carregamento horizontal foram realizados para estas relações L/D, em solo natural e com solo melhorado radial às estacas. As análises numéricas consistiram numa análise paramétrica onde foram variados parâmetros geométricos (da estaca e do solo tratado) e geotécnicos, necessários à caracterização dos materiais no modelo utilizado, o de Mohr-Coulomb. O modelo de previsão proposto foi obtido com base na análise dos resultados de simulações numéricas usando o software ABAQUS®, validados com provas de cargas no campo experimental. É também de salientar que nesta pesquisa apenas será considerada a ruptura geotécnica, pelo que é assumido que as estacas têm comportamento elástico. Do estudo realizado pode-se concluir que o uso de uma camada superficial de solo tratado radial à estaca melhora significativamente o desempenho do sistema, aumentando a sua capacidade de carga e diminuindo a sua deformação, mostrando ser uma ótima e promissora alternativa para fundações profundas sujeitas a carregamentos horizontais. Current engineering works typically envolve large structural units whose design and implementation should be closely observed. Due to the complexity of the loads and structural needs, the design methodologies should comply specific requirements. The geotechnical variability combined with the loads diversity imposes the need to develop methodologies applied specifically to projects whose foundations will be laterally loaded, like bridges, harbors, transmission line towers, onshore and offshore wind turbines, among others. There are several methods reported in geotechnical literature to design piles that will be subjected to horizontal loads. However, none of these methods consider a solution based on a simple soil reinforcement using cementation techniques, in a superficial layer, radial to pile. The main goal of this research is to study the behavior of deep foundations with a reinforced soil system, subjected to lateral loads. Design guidelines are presented, leading to a model that predicts the ultimate load capacity of deep foundations subjected to these types of efforts. Field tests and tridimensional numerical simulations using the Finite Element Method were performed in order to achieve a better understanding of the behaviour of laterally loaded piles. Considering the pile diameter (D) and its depth (L), different L/D ratio were defined, corresponding to rigid and flexible piles. Using these L/D ratios, in both natural and reinforced soils, numerical and field tests were performed to provide experimental evidences of its behaviour. Numerical tests consisted in a parametric analysis where different geometric (pile and treated soil) and geotechnical parameters, necessaries to the Mohr-Coulomb model, have been modified. The proposed prediction model is based on the analysis of the numerical simulations results, using ABAQUS® software, validated with the field tests. It is important to point that in this study only geotechnical rupture is considered. Therefore it is assumed that piles have elastic behaviour. Has been concluded that the use of a superficial treated layer, radial to pile, considerably improves the system performance, increasing the lateral load capacity and decreasing their deformation, showing that this technique could be a promising solution to deep foundations subjected to horizontal loads.

É extremamente comum que o solo de uma determinada região não tenha os parâmetros geotécnicos favoráveis a implementação de projetos de pavimentação e fundações. Com o passar do tempo, o homem ocupou praticamente todos os locais onde as características do solo são favoráveis à construção civil, principalmente nos grandes centros urbanos, restando os locais que desafiam os projetistas a fazerem obras de baixo custo e qualidade técnica. Com intuito de solucionar este problema, vários trabalhos estão sendo desenvolvidos através da técnica de melhoramento ou estabilização de solos com agentes cimentantes. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo validar uma nova abordagem para a obtenção de parâmetros de resistência ao cisalhamento de uma areia artificialmente cimentada. Para aplicação desta abordagem, utilizou-se resultados de compressão simples e diametral, sendo estes comparados com os resultados obtidos a partir de ensaios de compressão triaxial consolidados e drenados com as mesmas características dos ensaios de compressão não confinada. Com o intuito de enriquecer o conhecimento sobre o assunto, também foram aplicados outros modelos de previsão de resistência ao cisalhamento, tais como, o critério de ruptura de Griffith (1921) e o modelo experimental de Mitchell (1981). Para isto, o solo utilizado foi uma areia de granulometria fina com adição de Cimento Portland CPV-ARI, com três diferentes porcentagens de cimento em relação a massa de solo seco (3, 5,1 e 8,6) e, para tempos de cura de 03, 07, 28 e 90 dias. Baseados nos resultados obtidos através deste trabalho, concluiu-se que: quanto ao comportamento tensão-deformação, os ensaios apresentaram pico de resistência bem definido com comportamento de material rígido e queda acentuada da resistência após a ruptura; quanto a utilização da nova abordagem proposta, os parâmetros de resistência do modelo quando comparados com os resultados obtidos pelos ensaios triaxiais foram satisfatórios, deste modo validando esta metodologia. O emprego da teoria de Griffith e do modelo de Mitchell, não apresentaram resultados com a mesma qualidade obtida pela nova abordagem proposta. It is extremely common that the soil of a particular region does not have the favorable geotechnical parameters for implementing paving and foundations projects. With the passage of time men has occupied virtually all locations where soil characteristics are favorable for constructions, especially in large urban centers, leaving the places that challenge engineers to design works of low cost and technical quality. In order to solve this problem, several studies are being developed through soil improvement and stabilization technique with cementing agents. Thus, the present study aimed to validate a new approach to obtain shear strength parameters of an artificially cemented sand. To apply this approach, results of unconfined compression tests were used, which were compared to the results obtained from consolidated and drained triaxial compression tests, with the same characteristics of the unconfined compressive tests. In order to enrich the knowledge on this subject, other models were applied to predict parameters of resistance, such as the Griffith (1921) failure criterion and the experimental model of Mitchell (1981). The soil used was a fine grained sand with addition of Portland cement CPV-ARI, with 3.00, 5.06 and 8.60 percentage of cement in relation to the mass of dry soil at curing times of 03, 07, 28 and 90 days. Based on the results obtained through this work, it was concluded that the use of the new approach proposed is valid because the strength parameters of the model when compared with the results obtained by the triaxial tests were satisfactory. The use of the Griffith theory and Mitchell model did not obtain results with the same quality obtained by the new approach proposed. Regarding the stress-strain behavior, the triaxial tests showed peak strength with well-defined behavior of rigid material and sharp drop in resistance after the rupture.

Esta pesquisa relata o estudo da elaboração e avaliação de desempenho de misturas asfálticas mornas com uso de zeólitas naturais. Ela foi dividida em três etapas. A primeira consistiu na execução de ensaios de laboratório que buscaram conhecer algumas propriedades e o funcionamento da mistura asfáltica morna com utilização de zeólitas naturais através da determinação do projeto da mistura e da elaboração em diferentes temperaturas. A segunda etapa consistiu na preparação da usina de asfalto para misturas à quente para a fabricação de misturas a temperaturas inferiores, nas regulagens de temperatura e na verificação dos procedimentos necessários para adequar uma usina padrão para elaborar misturas mornas nas temperaturas de projeto. Na última etapa, foi feito o acompanhamento do transporte, espalhamento, compactação das misturas mornas e posterior avaliação de desempenho dos pavimentos, com o emprego de simulador de tráfego linear, em três testes, realizados em duas pistas experimentais, localizadas na Área de Testes de Pavimentos, no Campus do Vale da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. This research reports the study of the production, implementation and performance evaluation of warm asphalt mixtures prepared by adding natural zeolites. It was divided into three stages. The first consisted of performing laboratory tests that get to know some properties and the functioning of warm mix asphalt, determining the projects of mixtures which were used in accelerated tests after analysis of specimens produced by different temperatures of manufacturing and compression. The second step consisted of preparing an asphalt plant for conventional mixtures for the manufacture of mixtures at lower temperatures, in temperature settings, and checking the necessary procedures to tailor a pilot plant to produce warm mixtures according to the temperatures of the project. In the last step, the transport, spreading and compaction of warm mixtures and subsequent performance evaluation of pavements were checked, with the use of linear traffic simulator in three tests conducted on two experimental tracks, located in Testing Pavement Area, on Valley Campus of the Federal University of Rio Grande do Sul.

A questão ambiental vem se tornando tema recorrente nos foros nacionais e internacionais, estando atualmente inserida na opinião pública, nas comunidades e sendo norteadora na geração de novos produtos e serviços na área industrial e comercial voltados para a sustentabilidade. Neste sentido, a indústria da construção é um dos principais causadores de impacto ambiental, pois consome consideráveis recursos naturais e gera grandes quantidades de resíduos. Sendo assim, a utilização de resíduos como matéria prima na indústria da construção possibilita benefícios ambientais e econômicos. Buscando avançar nesta discussão, a presente pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como possibilidade de solução de Engenharia. Para isto, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. Contudo, ainda não existe uma formulação de dosagem dessa mistura baseadas em critérios mais racionais. Assim, a presente pesquisa busca fornecer subsídios para que, através do uso da relação porosidade/teor volumétrico de cal obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura de dois resíduos, possa determinar o seu comportamento. Isto é, a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado em cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos-de-prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m³; curados por 1, 3 e 7 dias em câmara vaporizadora nas temperaturas 40, 60 e 80°C; e 3, 7 e 14 dias para cura sem vapor a 23°C. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal, do peso específico aparente seco, do tempo de cura e da temperatura provoca o aumento da resistência à compressão simples da mistura compactada. Entretanto, a temperatura apresentou um limite de influência para 3 e 7 dias, onde a variação de 60°C para 80°C não aumentou a resistência. A relação porosidade(/teor volumétrico de cal (Lv), ajustado por um expoente [/(Lv)0,11], mostrou-se adequado na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de cura estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal e temperatura, assim como para o tempo de cura mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas as interações entre eles. The environmental issue is becoming a recurring theme in national and international forums, currently inserted in the public opinion, communities and being guiding the generation of new products and services in the industrial and commercial area focused to sustainability. In this sense, the construction industry is a major cause of environmental impact, it consumes considerable natural resources and generates large amounts of waste. Thus, the use of waste as a raw material in the construction industry provides economic and environmental benefits. Looking for progress in this discussion, this research sought to insert two wastes (fly ash and carbide lime), generated in the metropolitan region of Porto Alegre, as a possibility for solution of Engineering. For this, a study of its mechanical behavior due to cementation and compaction provided by the mixture of these materials is necessary. However there is not a rational dosage formulation of this mixture. Therefore, this research seeks to provide subsidy to determine behavior through the use of the relation of porosity/volumetric lime content obtained from the identification and quantification of the most important variables in the controlling of strength to the mixture of two residues. That is, the formulation of equations for predicting the compressive strength of cemented material into accelerated healing. For this, tests were conducted on samples with 5, 10 and 15% of lime; with dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m³; for 1, 3 and 7 curing days with steam in the temperature of 40, 60 and 80°C; and 3, 7 and 14 days without steam for 23°C. The results show that increasing the amount of carbide lime, dry unit weight, curing time and temperature has as consequence the increase of unconfined compression strength of the compacted mixture. However, the temperature had a limit of influence for 3 and 7 days, where the range of 60°C to 80°C did not increase the unconfined compression strength. The porosity()/volumetric lime content (Lv) ratio adjusted by an exponent [/(Lv)0,11], proved to be adequate to formulate equations to predict the strength of the cemented material for all temperatures and curing times studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the mixture studied as a function of porosity, lime volumetric content, temperature, as for the cure time proved to be useful in dosage formulations. The results were subjected to analysis of variance showing that all the controllable factors chosen for the experiment are significant, as well as all interactions between them.

O crescente aumento das cargas transportadas pelos caminhões e a utilização de pneus radiais têm contribuído para a degradação prematura dos pavimentos asfálticos. Uma das patologias que passaram a ser comuns nos revestimentos asfálticos, logo após a abertura ao tráfego, é o trincamento que inicia no topo da camada e se propaga para baixo, denominado top-down cracking (TDC). Sabe-se que este trincamento é uma manifestação da ruptura por cisalhamento. Neste sentido, este trabalho visa avaliar a resistência ao cisalhamento de misturas asfálticas em laboratório, a partir da mudança da curva granulométrica. Para isso, foram analisadas duas misturas com ligante convencional CAP 50/70, sendo uma com curva granulométrica densa graúda e outra densa miúda, de acordo com a metodologia Bailey. Foram realizados ensaios de compressão triaxial a 35 e a 45°C em corpos de prova de 100 mm de diâmetro e ~188 mm de altura, os quais foram moldados no compactador giratório. A partir disso, obtiveram-se dados de coesão e de ângulo de atrito das misturas estudadas. Foi verificado que, como era de se esperar, aumentando-se a temperatura de ensaio, reduz-se a coesão de ambas as misturas. Na mistura graúda a coesão passou de 784 para 307 kPa e na mistura miúda de 838 para 401 kPa. Além disso, os resultados indicam que o ângulo de atrito da mistura graúda é maior, como se esperava, e a coesão é menor. Comparando a resistência ao cisalhamento da mistura graúda com as tensões cisalhantes geradas no revestimento de estruturas de pavimentos modeladas no software de elementos finitos Abaqus, foi verificado que as tensões são superiores. Porém não é possível afirmar que não haveria manifestação de TDC nas condições climáticas e carregamento empregados na análise. The increasing of load transported by trucks and the use of radial tires have contributed for early asphalt pavements failure. One of the distresses that has been frequent in asphalt layers, shortly after opening to traffic, is the cracking that begins at the top of the pavement and propagates down, named top-down cracking (TDC). It is known that this cracking mode can be related to shear failure. Thus, this study aims to evaluate the asphalt mixtures shear strength in a laboratory, from the size distribution change. For this, two mixtures with conventional binder were analyzed, both have dense size distribution, but one coarse-graded and the other fine-graded, following the Bailey method. Triaxial compression test were conducted at 35 and 45°C in specimens with diameter of 100 mm and height of ~188 mm, which were prepared in a gyratory compactor. From this investigation, data for cohesion and friction angle of the studied mixtures were obtained. It was found that, as expected, increasing the test temperature, reduces the cohesion of both mixtures. In the coarse-graded mixture the cohesion reduced from 784 to 307 kPa and fine-graded from 838 to 401 kPa. Furthermore, the results indicate that the coarse mixture friction angle is greater, as expected, and cohesion is smallest. Comparing the coarse mixture shear strength with the shear stresses generated in the coating of pavement structure modeled in the finite element software Abaqus, it was verified that the stress are higher. However it is not possible to assert that there was no manifestation of TDC for the climatic conditions and load proposed in the analysis.

O minério de ferro produzido no complexo de Carajás traz consigo características mineralógicas que conferem um elevadíssimo teor de Fe em todas as suas frações granulométricas. Dessa forma, ao final da cadeia produtiva, tanto os produtos comerciais mais grosseiros quanto os finos contem cerca de 62% de Fe contido na sua composição. Importante destacar que em Carajás as fases no processamento desse minério são apenas para cominuição e classificação por tamanho. Não existem etapas de concentração e os produtos são diferenciados por suas respectivas curvas granulométricas: o “granulado” - mais grosseiro (> 13 mm), o “Sinter-Feed” (< 13 mm e > 0,5 mm) e o “pellet feed” (< 0,15 mm). Garantir a correta distribuição granulométrica da matéria prima é uma premissa de mercado. A ultima etapa da classificação é feita através de hidrociclones e gera um overflow ultrafino de altíssima superfície específica maior que 6.500 Blaine e com 45% até 95 % < 7 μm. E ainda possui um elevado teor de Fe - cerca de 62 %. Dessa forma os objetivos gerais dessa pesquisa buscaram a solução para essa oportunidade de recuperar e vender esses rejeitos. O estudo sugeriu através de ensaios com tecnologias capazes de desaguar os ultrafinos gerados para 9,00 % de umidade, que é o valor que permite a movimentação e o manuseio desses rejeitos, além de permitir sua incorporação na blendagem de produtos mais grossos. Desse modo, foram realizados experimentos em diversos laboratórios externos e em escala piloto na Usina de Carajás com amostras dos dois rejeitos ultrafinos das duas fases de hidrociclonagem: o natural e o moído. Ficou evidente que o equipamento tem de combinar necessariamente e de forma eficiente dois fatores essências ao desaguamento: elevadíssimas pressões e altas temperatura na operação desses ultrafinos. A produtividade atingida foi da ordem de 50 t/h x m² para o rejeito da hidrociclonagem do Sinter Feed e 40 t/h x m² para o rejeito dos hidrociclones da Moagem. The Iron ore that is produced in Carajás mining complex brings mineralogical characteristics that give a very high Fe content in all its size fractions. Thus, at the end of the production chain both coarser and fine contains about 62% Fe contained in its composition. Importantly, in Carajás stages in the processing of this ore are for reduction and classification by size. There is thus no concentration steps and products are differentiated by their respective size distribution curves: the "grain" - coarser (> 13 mm), the "Sinter-Feed" ( 0.5 mm) and the "pellet feed" (

O melhoramento de solos com cimento Portland para utilização em camadas de base de fundações rasas, liners de proteção ambiental ou proteção contra erosão em barragens de terra entre outros mostra grandes vantagens econômicas, evitando a necessidade de substituição do solo natural bem como, a necessidade de uma área de despejo. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a relação entre resistência à tração e a compressão de um solo fino (caulim) artificialmente cimentado bem como, quantificar a influência da porosidade, teor de cimento e teor de umidade na resistência à tração das misturas caulim-cimento. Um programa experimental foi delineado com esse objetivo. Dentro da faixa de valores estudados, os resultados mostram que o teor de umidade (w) tem uma influência linear sobre a resistência à tração (qt), ou seja, quanto maior o teor de umidade maior a resistência à tração da mistura estudada. Por fim, a relação vazios/cimento (h/Civ) demonstrou ser válida no dimensionamento de misturas caulim-cimento à tração. A relação resistência à tração/resistência à compressão (qt/qu) não é única para o solo estudado. qt/qu varia em função do teor de umidade de modo não-linear. The addition of Portland cement to soil in order to base layers for shallow foundations, liners for environmental protection or protection against erosion in earth damns has shown great economic advantages, avoiding the need of soil substitution as well as waste area. This research aim to quantify the relation between tensile and compressive strength for fine grained, artificially cemented soils as well as, quantify the influence of porosity, water content and cement content on tensile strength of kaolin-cement mixtures. An experimental program was designed with this objective. For the range of values studied, results show that water content (w) affects linearly tensile strength (qt) of specimens, bigger the water content bigger the tensile strength of the mixture studied. Besides that, the relation porosity/cement content (h/Civ) has demonstrated to be valid for designing kaolin-cement mixtures under tensile strength. The relation between tensile and compressive strength (qt/qu) is not unique for the soil studied. qt/qu seems to be a function of water content in a non-linear function.

A prática da engenharia geotécnica dispõe de métodos consagrados para obtenção de parâmetros constitutivos através de ensaios de campo aplicados a solos argilosos, que apresentam resposta não drenada, e a solos granulares, que apresentam resposta drenada. Solos que possuem granulometria intermediária podem apresentar resposta parcialmente drenada, trazendo incertezas na obtenção de parâmetros geotécnicos estimados a partir destes ensaios. Este trabalho apresenta resultados de ensaios de campo conduzidos em diferentes velocidades, em dois depósitos de granulometria intermediária, para avaliar tanto a influência da velocidade sobre as medidas do ensaio, quanto a transição das condições de fluxo ao redor do piezocone. O primeiro local de estudo é caracterizado por um depósito natural localizado no município de Joinville/SC, constituído na camada analisada de solo siltoso. O segundo local é caracterizado por um depósito de resíduo de mineração de ouro localizado no município de Barrocas/BA, constituído na camada analisada de silte arenoso. Ensaios de piezocone em velocidade padrão buscaram primeiramente verificar a estratigrafia do terreno e definir uma camada mais homogênea para concentrar as análises. Ensaios de dissipação foram realizados para obtenção dos parâmetros de fluxo. Ensaios de piezocone com variação de velocidade compreenderam o intervalo de 0,5 mm/s a 45 mm/s no depósito natural e 0,3 mm/s a 57 mm/s no resíduo de mineração de ouro. Adicionalmente, amostras foram coletadas para caracterização dos materiais. Os resultados dos ensaios de piezocone nos dois depósitos estudados mostraram que a diminuição da velocidade gerou aumento da resistência e redução da poro-pressão e que o aumento da velocidade não gerou mudanças significativas, sugerindo que os ensaios em velocidade padrão são predominantemente não drenados. As análises em termos de velocidade adimensional mostraram que a transição de não drenado para parcialmente drenado ocorre em torno de uma velocidade normalizada V da ordem de 300 e a transição de parcialmente drenado para drenado ocorre em V inferior a 5 no resíduo de mineração de ouro. Já no depósito de solo natural a transição não pode ser avaliada com clareza devido ao sistema complexo de macrodrenagem, típico de solos residuais. Por fim, foi proposta uma metodologia que busca identificar o grau de drenagem ocorrido nos ensaios, com base na curva de drenagem estabelecida do solo, e converter a resistência à penetração parcialmente drenada em uma condição não drenada para permitir a utilização dos resultados e interpretação através das teorias consagradas. In geotechnical engineering practice, a series of methods has been established for obtaining constitutive parameters from field tests applied to clay soils (considering the response fully undrained) and sandy soils (considering the penetration response as drained). Soils with intermediate particle sizes may present partial drained response, which introduces uncertainties in the assessment of constitutive parameters. This paper presents results of field tests carried out at different penetration rates in two silty deposits to assess both the influence of rate effects on measured test results, as well as the transition of flow conditions around the piezocone. The first site is characterized by a natural deposit located in the city of Joinville/SC. The second site is characterized by a deposit of gold mining tailings in the city of Barrocas/BA. Piezocone tests performed in standard velocity were used to verify the site stratigraphy and define the presence of more homogeneous layers to concentrate the analysis of rate effects. Dissipation tests were conducted to obtain flow parameters characteristics of the deposit. Piezocone were tested with penetration rates in the range of 0.5mm/s to 45mm/s in the natural deposit and 0.3mm/s to57mm/sin the gold mining tailing. Additionally, samples were collected for characterization of materials. The results of the piezocone tests showed that the cone resistance increases with decreasing penetration rate while pore pressure reduces, and that tests performed under standard penetration rate are mainly undrained in the tested field. The analysis in terms of normalized velocity showed that transition between undrained and partially drained occurs for value of V around 300 and the transition between partially drained and drained occurs for value of V lower than 5 in the gold mining tailing. The transition in the natural deposit cannot be verified clearly due to the complex system of macro drainage typical of residual soils. Finally, a method was proposed to identify the degree of drainage occurring in penetration tests based on the soil drainage characteristic curve, and to convert the cone tip resistance measured under partially drained conditions into a value that corresponds to undrained conditions. This correction would enable the use and interpretation of results following methods currently adopted in engineering practice.

O desenvolvimento de motores e equipamentos elétricos de alta eficiência energética tem representado um desafio para o desenvolvimento tecnológico. Além da criação de novos materiais, a busca pela melhoria nas propriedades daqueles já existentes surge como uma rota para otimização energética de motores elétricos. É nesse contexto que nos últimos anos as pesquisas em aços para aplicações magné-ticas, os aços elétricos, foram retomadas buscando novas rotas e processos de fa-bricação desses materiais aliando a redução de custos com a otimização das propri-edades do material. Com o aumento da produção surge a necessidade de desenvol-ver-se formas de inspeção para o controle de qualidade desses materiais que forne-çam resposta rápida e de baixo custo. Assim, surge como alternativa os métodos eletromagnéticos como ferramenta de inspeção por ensaios não destrutivos. Neste trabalho, buscou-se a otimização das propriedades de aços elétricos variando sua composição química e microestrutura, com o objetivo de estudar a influência nas propriedades magnéticas e, então, a aplicação dos métodos micromagnéticos para a inspeção da microestrutura do material com foco na criação de um método de inspe-ção para controle de qualidade que permita sua implementação durante o processo produtivo, sem a necessidade de extração de material para a detecção de defeitos e, dessa forma, foi possível verificar a viabilidade da ferramenta para esse fim. The development of highly efficient electrical devices and engines comes up as a challenge for technological development. Summed up to new materials devel-opment, the improvement of material’s properties rises as a route for optimization of electrical machines. In this context, in the last years the researches on electrical steels have been focused on finding new manufacturing routes focused on cost re-duction and achievement of better magnetic properties, in order to waste less energy during work. Increases in steel volume production lead to a need to finding Low cost methods which supply fast results , for quality control and assurance for these mate-rials.. Electromagnetic methods show up as nondestructive tool for this purpose. In this work, several non-oriented electrical steel were prepared , with various micro-structural conditions which caused varying magnetic properties among the samples; micromagnetic methods were used as a tool for non-destructive evaluation of their microstructure and magnetic properties. The inspection aimed at building a model for in-production line quality assurance of this sort of material.

O solo é base de praticamente todas as obras de Engenharia Civil e em algumas cituaçoes não apresenta condições de suportar o carregamento imposto, tal problema pode ser solucionado com técnicas de estabilização. A estabilização com cal é uma técnica clássica porem não apresenta um método racional de dosagem. Entretanto este quadro vem alterando-se por meio de pesquisas que buscam utilizar o coeficiente porosidade/teor volumétrico de cal para dosar solo-cal. Assim, esta pesquisa tem como objetivo avaliar a influencia do coeficiente /(Liv) na variação de resistência à compressão simples e à tração na compressão diametral de misturas solo- cinza volante-cal para diferentes temperaturas, devido a natureza endotérmica das reações de hidratação da cal. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e de tração por compressão diametral em corpos de prova com 3, 5 e 7 % de cal (em peso), com pesoespecifica aparente seca de 14, 15 e 16 kN/m², curados a 20, 27, 35 e 50ºC por 28 dias e com 25% de cinza volante. Os resultados encontrados demonstram que ambas as resistências estudadas aumentam linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução da porosidade. A relação porosidade/teor volumétrico de cal ajustado por um coeficiente [/(Liv)0,3] mostrou-se adequada na previsão da resistência a tração e compressão para todas as temperaturas estudadas. A temperatura mostrou ter grande influência em ambas as resistências estudadas, sendo que até uma dada temperatura, representada por 35°C para tração e 27°C para compressão, a relação [ ( ) ] com a temperatura é linear, após esta temperatura torna-se uma assíntota. A razão entre a resistência a tração e a compressão foi de 0,18, 0,14, 0,20 e 0,19 para as temperaturas de 20, 27, 35 e 50°C, respectivamente. Soil is the base of most civil engineering constructions, and when it cannot support the construction loads, such problem can be solved through the use of soil stabilization technique. Lime stabilization is a classical technique, but there are still no dosage methods of these mixtures based on more rational criteria. This situation has been changed with researches using the porosity/lime ratio to dose soil-lime. Thereby this research aims to evaluate the influence of the quotient /(Liv) in the assessment of splitting tensile and unconfined compressive strength at different temperatures, due to the endothermic nature of the reactions of lime hydration. For this research splitting tensile tests and unconfined compression tests were carried out with cylindrical specimens with diameter and height equal to 50 and 100mm, respectively, with lime contents varying from 3% to 7%, dry unit weight ranging from 14kN/m³ to 16kN/m³, time curing period of 28 days and fly ash content of 25%. The results show the unconfined compressive and the splitting tensile strength increasing linearly with the increase of lime amount and exponentially with the reduction of its porosity. The porosity/lime ratio, defined as the ratio of the compacted mixture porosity and the lime volumetric content, adjusted by an exponent, proves to be an appropriate parameter to estimate the unconfined compressive and the splitting tensile strength of the soil-fly ash-lime studied. The temperature has influence in both resistances studied. For a given curing time period, the relation [ ( ) ] versus T is shown to vary linearly up to a threshold, 35°C for the splitting tensile strength and 27°C for the unconfined compressive strength, when becomes an asymptote. Finally, the qt/qu relationship is not unique for the mixture studied, being 0,18, 0,14, 0,20 e 0,19 for the temperatures 20, 27, 35 e 50°C, respectively.

In this investigation, a design of experiments analysis of distortion for a typical manufacturing process involving pre-straightening, cold drawing, and induction hardening of AISI 1045 cylindrical steel bars was carried out. A careful characterization of the material, including residual stress states and geometrical changes, was done for the different manufacturing steps. In order to identify effects and correlations on distortion behavior, the investigated variables included the batch influence, the combined drawing process itself with two different drawing angles and two different polishing and straightening (P.S.) angles, a stress relief treatment which was applied to a part of the samples, and finally induction hardening with two different surface hardening depths. Main and statistically significant effects on the distortion of the induction-hardened samples were found to be in this order: first, the interaction between the drawing angle and batch, then the interaction between drawing angles, and finally drawing angle and induction hardened layer. It was also found that the distortion potentials are transmitted from the drawing process to further manufacturing steps and, consequently, from one production site to the next.

O processo de crescimento das cidades gerou uma necessidade pelo melhor aproveitamento do espaço urbano, contribuindo para os processos de verticalização e densificação das áreas construídas. Sendo assim, a tendência é de construção de edifícios cada vez mais altos e agrupados, duas características que influenciam na resposta das estruturas à ação do vento. Edifícios altos modernos são estruturas, em geral, leves, flexíveis e pouco amortecidas, o que os torna mais susceptíveis a problemas causados por vibrações induzidas pela ação do vento. Estes problemas podem gerar desconforto aos usuários ou até mesmo, em casos mais severos, danos estruturais. O agrupamento de edifícios propicia o surgimento de efeitos de interferência, que alteram o escoamento em torno das estruturas e, consequentemente, o carregamento devido à ação do vento. Forças aerodinâmicas e a resposta de edifícios altos a ação destas forças podem aumentar ou diminuir significativamente devido à presença de edificações vizinhas. Devido à complexidade dos efeitos de interferência entre edifícios, há ainda muitas lacunas no entendimento do fenômeno, embora o assunto seja estudado por diversos pesquisadores desde a década de 1930. Com o objetivo de contribuir para o estado da- arte do conhecimento do fenômeno de efeitos de interferência em edifícios altos, neste trabalho foram realizados ensaios em túnel de vento com modelo reduzido do edifício padrão da Commonwealth Aeronautical Research Council (CAARC) para 18 configurações de vizinhança. Para determinação da resposta do edifício, em termos de suas componentes médias e flutuantes, para deslocamentos longitudinais e transversais à direção do vento incidente e a torção, utilizou-se uma balança dinâmica de três graus de liberdade (BD3GDL), dois em flexão, admitindo que são ortogonais entre si e aproximados de forma linear, e um torção, aproximado de forma constante. A presença de edificações vizinhas causou, em geral, o efeito de proteção esperado provocando a diminuição das respostas médias longitudinal e transversal do edifício principal, quando comparada à resposta da edificação isolada. No entanto, a resposta flutuante sofreu amplificações significativas, para os três graus de liberdade, para determinadas configurações de vizinhança. The population explosion in modern cities has generated a need for the better use of urban spaces, contributing to the vertical growth and densification of built-up areas. Considering this, current trends are to build taller towers with minimal space between buildings; two characteristics which influence the structural response of buildings under wind loading. In general, modern tall buildings are lightweight, flexible structures with low levels of inherent structural damping, which render them highly susceptible to problems caused by windinduced vibrations. These problems include discomfort suffered by building tenants, and in severe cases, damage to the building’s structure. The close grouping of buildings increases interference effects, altering the flow around buildings, and consequentially the loading caused by the wind. The aerodynamic forces, and associated responses, of tall-buildings can be significantly increased or reduced by the presence of neighboring buildings. Due to the complexity of inference effects between buildings, there remain many unknowns in the understanding of the phenomenon, even though the subject has been studied by many researchers since the 1930s. It is with the objective of contributing to the state-of-the-art of the building interference effects that, in this study, wind-tunnel investigations were performed on the reduced scaled model building of the internationally recognized benchmark Commonwealth Aeronautical Research Council (CAARC) design for 18 different neighboring configurations. For the determination of the building’s response, in terms of mean and fluctuating components of along-wind and cross-wind displacements and torsion, the three degrees-of-freedom dynamic balance (BD3GDL) was utilized; which possesses two degreesof- freedom in linear bending along the orthogonal directions, and a constant rotation about its vertical axis. The presence of neighboring buildings generally provided the study building with protection, as was predicted, causing the reduction of mean displacements in both alongwind and cross-wind directions when compared against the isolated case. However, the fluctuating response in all three degrees-of-freedom suffered significant increases for certain proximity building configurations.

A geração de resíduos provocada pela atividade mineradora é revestida de considerável preocupação ambiental, tanto em função da área envolvida no depósito deste material, quanto pelos impactos causados por eventuais rupturas que possam a ocorrer nestes reservatórios. O método de disposição de resíduos, frequentemente utilizado pelas mineradoras, consiste no bombeamento do material por via úmida até os reservatórios de alteamento contidos através de diques ou barragens. Este processo pode tornar estas áreas suscetíveis à ocorrência de rupturas causadas por liquefação do material. Quando este tipo de evento acontece, tem-se um aumento repentino da poropressão, com consequente redução da resistência ao cisalhamento. A verificação do potencial de liquefação de resíduos de mineração é, portanto, imprescindível à prevenção de impactos ambientais, além de colaborar na execução de projetos geotécnicos mais seguros e econômicos. Neste trabalho são analisados três reservatórios distintos, sendo um composto por resíduo de mineração de ouro e os outros dois por resíduo de mineração de bauxita. Os resultados de ensaios realizados em campo (SCPTU/CPTU e SDMT) são utilizados na avaliação geotécnica dos resíduos, buscando-se verificar a compatibilidade com avaliações já realizadas através de ensaios de laboratório. O potencial de liquefação estática dos materiais é observado em laboratório para baixos níveis de tensões, demonstrando que os resíduos são suscetíveis à liquefação estática. Este comportamento é verificado também na interpretação de ensaios de campo, interpretados através de correlações de natureza semiempírica baseadas na combinação de uma medida representativa de pequenas deformações (módulo cisalhante) combinado a uma medida obtida à grandes deformações (resistência à penetração) que, combinadas, permitem a determinação do parâmetro de estado do material. A primeira proposta consistiu na definição de uma fronteira entre materiais de comportamento contrátil e dilatante no espaço G0/qc versus p’/pa. Esta proposta apresentou uma resposta adequada, entretanto, a concentração de todos os pontos referentes aos resíduos analisados, possivelmente suscetíveis ao fenômeno de liquefação estática, numa mesma região gráfica, somente foi possível no espaço G0/qc versus qc1. Neste espaço a separação entre materiais de comportamento dilatante e contrátil foi possível com a inserção de uma fronteira empírica. Este estudo demonstrou a boa sensibilidade dos parâmetros G0 e qc ao fenômeno de liquefação estática. A suscetibilidade à liquefação cíclica dos resíduos de mineração de ouro e bauxita também foi verificada através de correlações com resultados de ensaios de campo. Esta análise indicou a possibilidade de ocorrência do fenômeno para os mais baixos níveis de magnitude de sismo atuante. Waste generation caused by mining activity emerges as an environmental concern, both because of the large area involved in deposits of this material, as well as the possible impacts caused by occasional failures that may occur in these deposits. The method of waste disposal, often used by mining companies, consists by pumping wet material in sequence until completion of the reservoirs contained by dikes or dams. This process makes these areas susceptible to the occurrence of the liquefaction failures. When this type of event happens there is a sudden increase in pore pressure with consequent reduction shear strength, which can result is risk of containment structures. Therefore, verification of liquefaction potential of these materials is essential in the prevention of environmental impacts. The present work analyzes three different reservoirs, one consisting of gold mining tailings and the other two of bauxite mining tailings. The results of field tests (SCPTU/ CPTU and SDMT) are used in geotechnical evaluation of tailings in order to verify the compatibility with evaluations already carried out through laboratory tests. The static liquefaction potential observed in laboratory at low levels of stresses is consistent with field assessment from in situ tests. Semiempirical correlations based on field tests are based on small strain measurements (shear modulus) combined with large strain measurements (penetration resistance), that are used to defined the state parameter of the material. The first proposal consisted in defining a boundary between materials of contractive and dilatant behavior in space G0/qc versus p’/pa. The proposal presented an appropriate response, however, the concentration of all analyzed points, possibly susceptible to static liquefaction phenomenon, in the same graphical region was only possible in space G0/qc versus qc1. In this space the separation between materials of contractive and dilatant behavior was possible with the inclusion of an empirical boundary. This study demonstrated the good sensitivity of the parameters G0 and qc to the static liquefaction phenomenon. The cyclic liquefaction susceptibility of the gold and bauxite mining tailings was also verified by correlation with field tests results. This analyzes indicated the possibility of occurrence of the phenomenon to the lowest levels of earthquake magnitude.

Os solos das regiões arrozeiras apresentam características geotécnicas inadequadas para uso como revestimentos primários de estradas. Isto força o transporte de materiais de jazidas distantes, o que, além de onerar o custo de construção, nem sempre é uma solução durável. Nesta tese relata-se uma pesquisa que apresenta uma solução para esse problema: a pavimentação de estradas de baixo volume de tráfego com solo local modificado com cal. Foram realizados estudos laboratoriais e de campo, e os resultados analisados através de uma abordagem mecanístico-empírica. Dois pavimentos experimentais com revestimentos de solo-cal foram construídos e monitorados próximo a Cebollatí, leste do Uruguai. Foram realizados ensaios de caracterização e comportamento mecânico do solo e de misturas de solo e cal, variando-se o teor de cal, o tempo de cura e a energia de compactação. Realizaram-se ensaios de módulo de resiliência, para o qual foi projetado, montado e operado o primeiro equipamento de ensaios de carga repetida na compressão triaxial do Uruguai. Também foram realizados ensaios de fadiga na compressão diametral para o solo modificado com 3% e 5% de cal, curado por 28 e 150 dias. Para entender o comportamento das camadas de solo modificado com cal submetidas ao tráfego, realizou-se uma análise conjunta dos resultados laboratoriais e do monitoramento dos trechos experimentais, com uso de modelos computacionais. Apesar das limitações construtivas, de terem sido liberados ao tráfego em plena safra e das más condições de drenagem da região, após 5 anos de trafego, os pavimentos não mostram trincas de fadiga ou afundamentos nas trilhas de roda. Assim, a pavimentação de estradas de baixo volume de tráfego em regiões arrozeiras com revestimentos de solo local modificado com cal provou ser uma alternativa economicamente vantajosa, por reduzir custos de construção e manutenção, e sustentável, por preservar materiais não-renováveis, como solos e rochas. Soils in rice plantation areas generally present geotechnical characteristics unsuitable for use as primary wearing course of roads. Because of that, it is necessary to import materials from distant sites, a solution that, besides increasing construction cost, is rarely long-lasting. In this thesis a research on paving low volume roads with lime modified local soils is reported, in order to present an alternative solution to that problem. Both laboratory and field studies were carried out and the results were analyzed by means of a mechanistic-empirical approach. Two test sections with wearing courses made of lime modified soil were built and monitored close to Cebollatí, a village in the east of Uruguay. Previously, laboratory characterization and mechanical tests on samples of the sedimentary soil were carried out. Lime contents for mixtures were determined and the stress-strain-strength behavior of mixes with different levels of lime content, curing time and compaction energy was studied. In order to analyze the elastic behavior of the lime modified soil under traffic, resilient modulus tests were carried out. This motivated the design, assembly and use of the first equipment for triaxial compression repeated loading tests in Uruguay. Besides, stress controlled fatigue tests were performed on cylindrical specimens of soil modified with 3% and 5% of lime, cured for 28 and 150 days. The results of laboratory tests and field monitoring were analyzed using computational models. In spite of the difficulties faced during pavements construction, including heavy traffic in early days, and the poor drainage, after 5 years of service no cracks or ruts are seen on top of the test pavements. Therefore, paving low volume roads in rice plantation areas with lime modified wearing courses has proved to be a cost-effective alternative, reducing construction and maintenance costs, and a sustainable practice, preserving non-renewable materials such as rocks and soils.

Este trabalho analisa os efeitos das trajetórias de umedecimento e secagem no módulo de resiliência e cisalhamento direto quanto à resistência e deformabilidade elástica de solos compactados através de ensaios triaxiais de carga cíclica e ensaios de cisalhamento direto. O solo estudado é oriundo de jazida localizada próximo à BR116/RS, no município de Guaíba, sendo usualmente utilizado como material para execução de aterros rodoviários. As curvas de retenção do solo foram obtidas pelo método de papel filtro para solos compactados com variação de teor de umidade ótima de ±2%. Os estudos de módulo de resiliência e de resistência ao cisalhamento foram analisados nestas condições e demonstraram que o efeito do teor de umidade é significativo nas trajetórias de secagem e umedecimento. As curvas de retenção mostraram diferentes formas de acordo com a umidade de compactação e apresentaram histerese após a amostra ser submetida à trajetória de secagem. Observou-se que os solos compactados no ramo seco apresentaram valores mais elevados de módulo de resiliência e de resistência ao cisalhamento que aqueles que se encontravam no ramo úmido da curva de compactação. Uma análise do solo compactado no ramo seco e umedecido posteriormente até o ramo úmido teve comportamento semelhante aos moldados neste ramo. Por outro lado, na trajetória de secagem dos solos compactados no ramo úmido observou-se um aumento na resistência. Os modelos de desempenho para módulo de resiliência apresentaram boas correlações e para os que utilizam a sucção, observa-se um comportamento diferente com relação aos que não utilizam e com relação às constantes de cada modelo. This paper analyzes the effects of wetting and drying paths in resilient modulus and shear strength for resistance and elastic deformability of compacted soils through triaxial cyclic load tests and direct shear tests. The soil studied is derived from BR116/RS near the Guaiba’s city, usually being used for subgrade. The retention curves of the soil were obtained by the filter paper method, with optimum moisture content varying a range of ± 2%. The studies of resilient modulus and shear strength were analyzed in these conditions and showed that the effect of moisture content is significant in the drying and wetting trajectories. The retention curves showed different forms according to the moisture content in the compaction, showed hysteresis after the specimen is subjected to the drying trajectory. It was observed that the soils compacted and tested in the dry branch had higher resilient modulus and shear strength than those compacted in the wet branch. An analysis of the soil compacted in the dry branch and subsequently dampened up to the wet branch had similar behavior to the soil molded ah this branch. On the other hand, in the trajectory of drying of the compacted soil at wet branch there is an increase in resistance. Performance models for resilient modulus showed good correlations and those using suction, observe a different behavior with respect to that use and not with respect to the constants of each model.

Este trabalho consiste em um estudo para viabilizar o melhoramento de um solo mole orgânico com o uso de cimentação. Foram avaliadas numerosas variáveis, como diferentes agentes cimentantes, distintos materiais juntamente com estes agentes e diferentes temperaturas de cura. Foi desenvolvida uma metodologia de processamento dessas misturas para viabilizar e otimizar a moldagem, cura, desmoldagem e ruptura dos elementos que foram analisados. Os agentes cimentantes utilizados foram a cal viva e o cimento de alta resistência inicial. Juntamente com os agentes cimentantes, foram empregados escória de aciaria, escória de forno panela, fosfogesso e gesso. As temperaturas de cura empregadas foram 20 graus Célsius e 50 graus Célsius. O solo utilizado neste estudo, uma argila mole orgânica com teor de umidade natural variando de 85% a 100%, obtido em Nova Santa Rita, Rio Grande do Sul, foi caracterizado química e fisicamente. Para caracterizá-lo quimicamente foram executados ensaios de perda ao fogo, análise elementar, difratograma de raio X e fracionamento da matéria orgânica. Na faixa de variáveis analisadas, o melhoramento deste material com o uso dos agentes cimentantes utilizados mostrou-se possível, o mais indicado para utilização é o cimento CP-V e quanto maior a dosagem adicionada maior foi a resistência obtida. Com a cal viva, observou-se um teor ótimo, a partir do qual um acréscimo de material gera uma diminuição no ganho de resistência, fato que pode em um projeto real ser prejudicial. As escórias de aciaria e de forno panela não se mostraram eficientes na avaliação do ganho de resistência quando utilizadas com os agentes cimentantes analisados neste material. O gesso e o fosfogesso proporcionaram um ganho de resistência considerável à mistura quando utilizados junto com o cimento CP-V, principalmente para altas dosagens, já com cal tiveram um efeito extremamente prejudicial, fazendo o ganho de resistência da mistura solo/cal viva cair em até 50%. A temperatura de cura mostrou-se eficaz na aceleração das reações pozolânicas tanto para a cal quanto para o cimento. Foi possível adaptar uma metodologia de dosagem em função do fator porosidade/teor volumétrico de cimento apenas para as misturas solo/cimento. The focus of this study is enabling the improvement of an organic soft soil by means of pozzolanic reaction. A several variables were evaluated, such as type of stabilization, pure or mixed with other materials and two distinct curing temperatures. In order to facilitate and optimize the molding, curing, unmolding and rupture of the specimens, a methodology was developed for processing the mixtures. The binding agents used were cement and quicklime. Mixed with the binding agents, electric arch furnace slag, ladle furnace slag, gypsum and phosphoric gypsum were added. The used curing temperatures were 20 and 50 degrees Celsius. The soil used in this study is a very soft organic clay with natural moisture content ranging from 85% to 100% obtained in Nova Santa Rita, Rio Grande do Sul, Brazil. It was chemically and physically characterized. The chemical characterization consisted of loss of ignition tests, elemental analysis, X-ray diffraction and the fractionation of organic matter. The improvement of this material with the use of the previously mentioned binders proved possible within the range of variation of the analyzed variables. The best results were obtained when using cement, and the larger the content of cement the greater the added strength. As for the quicklime, an optimum lime content was observed. From this optimum point onwards any addition of quicklime will result in diminishment of the gained strength as such, when utilizing this method in a real project, one must be aware of this diminishment so as to avoid detrimental results. Utilized with the binding agents analyzed in this material, the electric arc furnace slag and the ladle slag were shown to be inefficient when evaluating the gain of strength. Gypsum and phosphoric gypsum led to considerable gain in strength when mixed with cement, especially in high dosages. When mixed with quicklime, however, the effect was a drop of up to 50% in the gain of strength. The curing temperature was effective in accelerating pozzolanic reactions for both the cement and the quicklime. It was possible to adapt a dosing methodology using the function porosity/volumetric cement content into soil/cement mixtures.

A grande variedade de propriedades dos óxidos com estrutura perovskita permite sua aplicação em diversas áreas da tecnologia. Em especial, as propriedades eletroquímicas e a estabilidade térmica de alguns destes compostos faz destes materiais os mais usados em cátodos de dispositivos para geração de energia como as células a combustível de óxido sólido (SOFC). As SOFC são dispositivos que podem atingir altas eficiências na conversão de energia elétrica e são passíveis de utilização na geração de energia sustentável e distribuída. Para estas células, as perovskitas compostas de manganita de lantânio dopada com estrôncio (LSM) preenche a maioria dos requisitos para aplicação como cátodos da SOFC. Nas células a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária (IT-SOFC) há a possibilidade de construir a célula com filmes finos dos materiais cerâmicos suportados em um interconector metálico. No entanto, para os cátodos das IT-SOFC as manganitas não possuem bom desempenho eletroquímico devido à menor temperatura de operação do dispositivo, sendo necessário o desenvolvimento de condutores mistos para aumentar os sítios reativos para reação de redução do O2. Assim, o desenvolvimento de cátodos utilizando a perovskita cobaltita de estrôncio dopada com antimônio (SCS) tem sido proposto para esta aplicação. Portanto, a execução deste trabalho visou à obtenção tanto da LSM quanto da SCS que são materiais para SOFC e IT-SOFC, respectivamente. A LSM também foi avaliada frente a condições de processamento e sinterização. Os pós de LSM foram obtidos através da síntese por combustão, variando a quantidade e tipo de combustível atentando aos aspectos morfológicos resultantes dos parâmetros selecionados. O método de sol-gel foi testado para obtenção da LSM, para fins comparativos. O método de combustão também foi utilizado para obter a SCS, observando a influência do tempo de calcinação sobre a formação das fases. Os pós das manganitas que apresentaram as características mais promissoras foram depositados sobre substratos densos de zircônia estabilizada com ítria (YSZ), na forma de filmes finos pela técnica de dip coating. A perovskita LSM pôde ser obtida de forma monofásica após calcinação e o resultado final da formação da estrutura romboédrica não foi alterado em função do excesso e do tipo de combustível ou do método de síntese utilizado. Agregados com morfologia distinta, formados por partículas nanocristalinas com tamanho médio de aproximadamente 30 nm, foram observados quando a sacarose foi utilizada como combustível e também quando misturada na solução precursora com ureia, formando cristalitos com tamanho médio próximo a 20 nm. A sacarose também promoveu a obtenção do pó de maior área superficial específica (34,9 m²/g) que apresentou taxas de sinterização mais elevadas que os outros pós. As deposições da LSM sobre a YSZ formou filmes contínuos quando os substratos utilizados possuíam rugosidade intermediária e também quando as deposições iniciais foram feitas utilizando baixas velocidades de retirada do banho. O uso de uma solução à base de água destilada com alto teor de ligantes promoveu a obtenção de um filme fino de 3 μm e com uma microestrutura porosa. A síntese por combustão também possibilitou a obtenção da perovskita SCS, no entanto após 6 horas de calcinação o pó ainda apresentou fases secundárias e maiores tempos podem ser necessários para a obtenção de um material monofásico. O alto calor da síntese do pó de SCS formou agregados densos, porém nanocristalinos. The great variety of properties of oxides with the perovskite structure allows their application in several fields of technology. Specially, the electrochemical properties and the thermal stability of some of these compounds make these materials the most used in devices for energy generation such as the solid oxide fuel cells (SOFC). SOFC’s are devices the reach high efficiencies in the conversion of electric energy and are likely to be used in sustainable and distributed energy generation. For this cells, perovskitas composed by strontium doped lanthanum manganites (LSM) is the material that fits most of requirements for the application in SOFC’s cathodes. In the intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC) there is the possibility to build a cell with thin ceramic films supported in a metallic interconnector. However, for IT-SOFC’s cathodes, LSM no longer has a good electrochemical performance due to the device’s lower operating temperatures, being necessary the development of mixed conductors to increase the amount of reactive sites for the reduction of O2. In this context, the development of cathodes based on antimony doped strontium cobaltites (SCS) perovskites is being proposed to this application. This work was executed looking for the obtaining of LSM, a material for SOFC cathodes, and to evaluate its behavior against processing conditions; and for the obtaining of SCS, a material for IT-SOFC cathodes. LSM powders were obtained by combustion synthesis, varying the amount and type of fuel, and observing the resulting morphological aspect conferred by the selected parameters. For comparison, the obtaining of LSM powders was carried out via the sol-gel method. The combustion method was also used for the obtaining of SCS, watching for the calcination time. LSM powders were processed and powder with most promising characteristics was used in dispersions for dip coating of dense YSZ substrates. The LSM perovskite was obtained as a single phase powder after calcination without influence of the fuel excess, fuel type or synthesis method, in the final formation of the rhombohedral structure. Aggregates with distinct morphology, formed by nanocrystalline particles with average size around 30 nm, were observed when sucrose was used as fuel and also when mixed with urea in the precursor solution, which formed crystallites with average size near 20 nm. The use of sucrose also promoted the obtaining of the powder with the higher specific surface area (34,9 m²/g) which presented sintering rates higher than the other powders. When not too rough, the YSZ substrates had more continuous films formed in its surface and also when the first depositions were made with the substrates slowly emerging from the bath. The use of a solution based on distilled water with higher amount of binder, promoted the obtaining of films as thin as 3 μm and with a porous microstructure. Combustion synthesis also led to the obtaining of the SCS perovskite, however after 6 hours calcination the powder still presented secondary phases and longer calcination periods may be necessary for the obtaining of a single phase material. The high heat of the SCS synthesis reaction formed dense, yet nanocrystalline aggregates.

A presente dissertação tem por objetivo desenvolver um método para o cálculo da resistência não drenada (Su) através de uma metodologia que considera o cálculo da energia do ensaio SPT, partindo dos conceitos inicialmente propostos por Odebrecht (2003). Através de uma pesquisa bibliográfica foi gerado um banco de dados de estudos de casos executados em solos argilosos, em locais nos quais foram realizadas investigações geotécnicas extensivas, incluindo resultados de ensaios SPT e valores de Su obtidos através de outros ensaios de campo ou laboratório. Estes dados subsidiam a análise e formulação da proposta baseada em uma equação que combina o cálculo da energia desenvolvida durante o ensaio SPT à capacidade de carga estática por equilíbrio limite para uma estaca individual (proposta por Poulos e Davis, 1980). Foram definidas duas formas de calcular Su, diferenciadas pelo coeficiente de ajuste da força de atrito na capacidade de carga: α segundo proposta de Tomlinson (1969) e λ proposto por Vijayvergiya e Focht (1972). As formulações não produziram estimativas de Su compatíveis com valores medidos em outros ensaios e, por esta razão, foi proposta uma formulação alternativa para calcular α e λ como função direta do NSPT. Esta função é empírica e baseada em ajustes estatísticos. Dos processos de cálculo e avaliações conclui-se que o método proposto para a estimativa de α oferece resultados coerentes com os observados em ensaios de campo (piezocone e palheta). As estimativas de resistência não drenada apresentam considerável dispersão de resultados, com coeficiente de correlação médio r2 de 0,65. A dispersão é inerente a estimativas baseadas em ensaios SPT devido à diversidade de procedimentos usados na sua execução e, por este motivo, recomenda-se o uso destas correlações somente em nível de anteprojeto. The present dissertation aims at developing a method for calculating the undrained shear strength Su using the methodology developed by Odebrecht’s (2003) based on the energy transmited by the SPT test. Through a bibliographic research, a database was created showing different case studies in clays in places where comprehensive geotechnical information is available. As a minimum requirement for selecting a case, the results of both the SPT test and the estimative of Su (from field or laboratory test) have to be registered. These results subsidized an analysis and the formulation of the proposed method, based on the equation that combines the theory for energy conservation to the static load capacity of a pile with the methodology of limit equilibrium analysis, suggested by Poulos and Davis (1980). Two different ways of calculating Su were defined. They were differentiated by the coefficient of adjustment of the frictional force: α as proposed by Tomlinson (1969) and λ by Vijayvergiya and Focht (1972). The formulations did not produce compatible estimates of Su with measureable values in other tests. For this reason a proposal was made to calculate both α and λ as a direct function of NSPT. This function is empirical and is based on statistical analysis. From the calculations, the proposed method of α is recommended based on the fact that it produces results that are comparable to those obtained from other field tests (piezocone and vane). The predicted values of undrained shear strength exhibit considerable dispersion of results, with an r2 correlation coefficient medium of 0.65. The dispersion is inherent to the estimates based on the tests of SPT due to the diversity of procedures/processes used in its execution and, for this motive, the use of these correlations are recommended only in preliminary projects. La presente disertación tiene por objetivo desarrollar un método para el cálculo de la resistencia no drenada (Su) mediante una metodología que considera el cálculo de la energía del ensayo SPT, partiendo de los conceptos inicialmente propuestos por Odebrecht (2003). Mediante una investigación bibliográfica se generó un banco de datos de estudios realizados en suelos arcillosos, en locales donde fueron realizados investigaciones geotécnicas extensivas, incluyendo resultados de ensayos SPT y valores de Su obtenidos a través de otros ensayos de campo o laboratorio. Estos datos apoyan el análisis y la formulación de la propuesta basada en la ecuación que combina el cálculo de la energía desarrollada durante el ensayo SPT y la capacidad de carga estática por equilibrio límite para pilotes unitarios (propuesta por Poulos y Davis, 1980). Fueron definidas dos formas de calcular Su, diferenciadas por el coeficiente de ajuste de la fuerza de fricción en la capacidad de carga: α según propuesta de Tomlinson, 1969 y λ propuesto por Vijayvergiya y Focht, 1972. Estas formulaciones no produjeron estimativas de Su compatibles con valores medidos en otros ensayos y, es por esta razón que se propone una formulación alternativa para calcular α y λ como función directa del NSPT. Se trata de una función empírica basada en ajustes estadísticos. De los procesos de cálculo y evaluaciones realizados se concluye que el método propuesto para la estimativa de α ofrece resultados coherentes con los observados en ensayos de campo (piezocono y veleta). Las estimaciones de resistencia no drenada presentan una considerable dispersión de resultados, con coeficiente de correlación r2 del orden de 0,65. La dispersión es inherente a estimativas basadas en ensayos SPT debido a la diversidad de procedimientos usados para su ejecución, por este motivo se recomienda el uso de estas correlaciones solamente al nivel de anteproyecto.

Com o intuito de minimizar os defeitos superficiais em tarugos do lingotamento contínuo, realizou-se o estudo do comportamento das variáveis de oscilação frente aos defeitos superficiais tipo trincas transversais. Buscou-se ao longo deste trabalho, caracterizar as diferentes condições de oscilação em modo de operação diferenciado, com frequência e tempo de estripamento negativo constante em função da velocidade de lingotamento. Foram avaliadas as características físicas e químicas da região no entorno das marcas de oscilação, identificando a distância, profundidade e largura das marcas. As análises utilizadas foram macrografia, micrografia e ensaio não destrutivo de partículas magnéticas nos tarugos e no produto laminado. Os resultados mostram que elevados tempos de estripamento negativo formam marcas mais profundas que, por consequência, impactam na nucleação de sítios de fragilidade para a propagação de trincas transversais. Foi caracterizada a microestrutura das marcas onde foi possível evidenciar a formação dos ganchos e verificar a presença de elementos danosos à qualidade do produto. In order to minimize surface defects in continuous casting billets the behavior of the variables compared to the oscillating surface defects – transversal cracks – was carried out. It was tried to characterize the different conditions of oscillation (frequency and negative strip time) dependent on the casting speed. It was evaluated the physical and chemical characteristics in the vicinity of the oscillation marks, identifying the distance, depth and width of marks. The analyses used were macrograph, micrograph and non-destructive testing of magnetic particles on billets and rolled products. The results show that highly negative strip time will cause deeper marks and consequently impact in nucleation sites of fragility for propagation of transversal cracks. It was characterized the microstructure of oscillation marks where it was possible to observe the formation of hooks and verify the presence of harmful elements to quality.

O presente trabalho tem como objetivo investigar o comportamento elasto-plástico em baixas deformações do fio máquina laminado em aço AISI 1045 destinado a trefilação e processos subsequentes de beneficiamento. Inicialmente, foi obtido material de quatro diferentes lotes de fabricação, sendo todas as amostras retiradas após a etapa de pré-endireitamento do processo de trefilação. O material foi caracterizado através de análise da composição química, metalográfica, determinação de tamanho de grão e segregação. Além disso, o comportamento elasto-plástico do material em ciclos de tração e compressão foi investigado, identificando-se o efeito Bauschinger para três diferentes temperaturas. Os modelos numéricos de Ramberg-Osgood e Ludwig-Hollomon foram utilizados para a definição de uma modelo numérico da curva para utilização em trabalhos futuros de simulação computacional. O modelo de Ludwig-Hollomon foi avaliado como mais satisfatório para baixas deformações e foi então utilizado para o cálculo da curva média de quatro lotes. A partir de curvas de escoamento de aço similar obtidas da literatura, foi possível obter-se uma extrapolação da curva para diferentes taxas de deformação, além da taxa de 0.05s-1, original dos ensaios: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1. The purpose of this work is to investigate the elastic-plastic behavior at low strains of steel rolled coil AISI 1045 intended for cold-drawing and subsequent processes. First, the material was withdrawn from four different manufacturing batches and all samples were taken from the pre-straightening process step. The material was characterized by means of chemical and metallography analysis, grain size and segregation. Furthermore, the elastic-plastic behavior in tension and compression cycles was investigated and the Bauschinger effect was identified for three different temperatures. The numerical models Ramberg-Osgood and Ludwig-Hollomon were the models used in this work to define the flow curve which can be used in future computer simulation works. The analysis showed that the Ludwig-Hollomon model is more adequate for low strains ranges. Ludwig-Hollomin was used to calculate the average flow curve based on the curves of the four batches. By using literature flow curves of similar steels, it was possible to make an extrapolation and to obtain flow curves at different strain rates beyond the experimental one: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1.

Atualmente o uso de aços de alta resistência está fortemente difundido na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários. Implementos mais leves permitem transportar maior carga líquida por viagem e consequentemente um menor consumo de combustível e menor liberação de gases poluentes na atmosfera. Este estudo visa analisar o comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo GMAW com variação na energia de soldagem, simulando assim as variações na distância de arco durante o processo de soldagem manual, o qual é amplamente utilizado na produção de implementos rodoviários. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas de diferentes espessuras do aço de alta resistência e baixa liga S700MC tendo como parâmetro nominal de energia de soldagem os valores descritos pelo fornecedor. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta e os ensaios para verificação do comportamento microestrutural foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfil de microdureza, ensaio de tração e ensaios de fadiga. Os resultados não mostraram significantes variações microestruturas e de microdureza, porém pode-se verificar que tanto a tensão de escoamento, tensão de ruptura e vida em fadiga possuem um comportamento diretamente proporcional a energia de soldagem. Nowadays; high strength low alloys steels are largely applied in the mechanical industry, primarily in application that the most important issue is the weight reduction, for example, trailers industry. Light trailers can transport more liquid cargo per trip, using less fuel and releasing less emission in the atmosphere. In this investigation we analyzed the mechanical and microestructural behavior of joint welded by Gas Metal Arc Welding- GMAW with variations in the welding energy to simulating the variable distance between the arc welding during manual process, because this kind of process it is the most used at trailers production. For this investigation sheets with different thickness of S700MC high strength low alloy steel were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier. The welding was made using a robot to ensure the right distance and position during the total weld joint length. The microestructural and mechanical investigation were realized with optic microscope, microhardness profile and tensile and fatigue test machines. The results did not show significant microestructural and microhardness variation, however, when the welding energy is increased, the yield strength, ultimate strength and fatigue life was increased as well.

A técnica de solo cimento se apresenta como uma ferramenta eficaz no melhoramento de distintos solos, adequando-os às necessidades da engenharia geotécnica. Tal tratamento do solo se aplica, por exemplo, na construção de bases para plataformas rodo-ferroviárias, camada de suporte para fundações superficiais, na prevenção da liquefação de solos granulares em condições fofas, no encapsulamento de solos contaminados e como barreiras de contenção de contaminação. Dessa forma, o presente estudo visa quantificar a influência da quantidade do cimento e da porosidade em relação ao comportamento mecânico das misturas de solos granulares com cimento. Assim, ensaios de resistência à compressão simples, resistência à compressão diametral, ensaios com bender elements e ensaios triaxiais foram realizados com o objetivo de obter uma metodologia de dosagem de solos granulares com adição de cimento. Para tal, foram utilizados um solo artificial areno-pedregulhoso, um solo arenoso grosso de origem granítica, um solo arenoso fino de origem basáltica, um solo arenoso fino de origem granítica e por último, uma areia fina uniforme, estes últimos três materiais com granulometria semelhante, mas com mineralogia e formato de grãos distintos. Em todos os ensaios foram utilizados cimento Portland CP–V (alta resistência inicial), como agente cimentante e água destilada. Corpos de prova cilíndricos foram moldados com distintos teores de cimento e porosidade. Os ensaios de resistência foram realizados após 7 dias de cura em ambiente com temperatura e umidade controlada. E os ensaios com bender elements foram realizados ao longo do tempo de cura, até 7 dias. Por último foi realizada a análise e comparação de todos os dados obtidos juntamente com outros materiais já estudados, no intuito de aprimorar o entendimento da técnica e da metodologia de dosagem de solo cimento. The soil cement technique itself is an effective tool in the improvement of different soils, adapting them to the needs of geotechnical engineering. Such treatment of the soils might be used in the construction of road subgrades, railway platform subgrades, support layers for shallow foundations, in the encapsulation of contaminated soils in liquefaction prevention of loose granular soils and in barriers for containment of contamination. Thus, this study aimed at measuring the influence of the amount of cement and porosity on the mechanical behavior of granular soils – cement mixtures. Thus, unconfined compression, Brazilian tensile, bender elements and triaxial tests were carried out in order to obtain a dosage methodology for granular soils treated with cement. To this end, an artificial sand-gravel soil, a fine sand soil of basaltic origin, a fine sand soil of granitic origin and lastly, a coarse sandy soil, also of granitic origin were used. Early strength Portland cement was used as cementing agent, as well as distilled water. Cylindrical specimens were cast with different levels of cement and porosity. Strength tests were performed after 7 days curing in an environment with controlled temperature and humidity. Assays were performed using bender elements throughout the curing time, up to 7 days. Finally, a full analysis was performed using data obtained in present work, together with results of other granular soils treated with cement obtained through a literature review, in order to improve understanding of soil cement technique and enhance a dosage methodology of soil cement.

O objetivo dessa dissertação é analisar o comportamento de um pavimento com base em solo estabilizado com cal e cinza volante (base pozolânica). O pavimento foi construído em 1985, aproveitando solos próximos à rodovia. Os materiais pozolânicos utilizados foram cinzas volantes originadas na queima do carvão mineral na petroquímica de Triunfo – Rio Grande do Sul - RS, misturadas com cales dolomíticas produzidas à época no Rio Grande do Sul. Na fase inicial da pesquisa a seguir relatada, analisaram-se informações sobre os materiais, estudos das misturas, métodos de dimensionamento bem como das especificações construtivas. O projeto do pavimento foi elaborado e supervisionado pela Fundação de Ciência e Tecnologia – CIENTEC - RS, utilizando um método de dimensionamento baseado na teoria da elasticidade e um método de elementos finitos. Na parte experimental do trabalho, analisaram-se a condição superficial e estrutural do pavimento submetido ao tráfego e as condições ambientais durante 27 anos, através de levantamentos de campo (defeitos superficiais, com cálculo do IGG, e deflexões) e de retiradas de amostras para ensaios laboratoriais de módulo de resiliência e resistência à tração na compressão diametral. Também se realizaram ensaios de difração de raios-X de amostras coletadas no pavimento, visando identificar a formação de produtos cimentantes. De posse dos módulos de resiliência das amostras de campo, calcularam-se as respostas estruturais do pavimento (tensões, deformações e deslocamentos) com as quais se realizaram análises de fadiga da camada estabilizada e de capacidade estrutural do pavimento (resistência a elevadas tensões de tração). Complementarmente, elaboraram-se traços de outras misturas com solo semelhante e cinza volante, empregando cales disponíveis atualmente no mercado, sem obter-se, contudo, as elevadas resistências e módulos das amostras de campo. Globalmente, conclui-se que a estabilização alcalina, com utilização dos solos locais e o aproveitamento de cinza volante e acréscimo de cal hidratada, é uma técnica apropriada dos pontos de vista técnico (pavimento de longa durabilidade), econômico (redução de custos de conservação e de custo com transporte de materiais) e ambiental (preservação de jazidas de agregados, aproveitamento de materiais locais e, especialmente, de resíduos abundantes). This dissertation analyzes the behavior of a pavement with soil-lime-fly ash stabilized base course (pozzolanic base). The pavement was built in Rio Grande do Sul state (RS), southern Brazil, in 1985, with use of local soils. Fly ashes resulting from coal burning in a petrochemical unit were used as pozzolanic materials, mixed to dolomitic limes produced at that time in the state. In the initial stage of the research here reported, data related to materials, stabilized mixes, design methods and construction specifications were analyzed. The pavement was designed and supervised by the State Science and Technology Foundation (CIENTEC – RS), using a design method based on the elasticity theory and the finite element method. In the experimental part of the research, the pavement structural and functional conditions were analyzed, taking into account that it had been loaded by traffic and submitted to environmental changes along 27 years. Field surveys were carried out; surface distresses survey to allow computing a Brazilian Distress Gravity Index (IGG), and surface deflections to evaluate the pavement bearing capacity. Samples were cored from the asphalt mixture wearing course and form the soil-lime-fly ash base course to measure resilient modulus and split tensile strength in laboratory. Besides, X-ray diffraction tests were carried out aiming at identifying new stabilizing compounds in samples of the stabilized base. Using the measured resilient moduli, the pavement structural answers (stresses, strains and deflections) were computed. Both the fatigue life of the pozzolanic base and the pavement bearing capacity (capacity of resisting high tensile stresses) were analyzed. In addition, new soil-lime-fly ash mixtures were designed using limes presently available in the state and elsewhere; however the achieved strength and modulus values were quite lower than those measured in field samples. All in all it is concluded that the alkaline stabilization, using local soils and fly ashes and hydrated lime , is a satisfactory technique form technical (long-lasting pavement), economical (reducing both the costs of material transportation and pavement maintenance) and environmental (use of local materials, especially abundant wastes and preservation of non-renewable aggregates sources) points-of-view.

A lenha é o principal combustível utilizado por diversos setores econômicos do estado e do país, gerando grande quantidade de cinza, sendo a maior parte descartada sem um mínimo controle, com risco de contaminação do solo e lençol freático, e parte dispersa na atmosfera poluindo o ar. Este trabalho teve por objetivo iniciar os estudos da viabilidade de utilização da cinza coletada em filtro multiciclone pela combustão de lenha de eucalipto em caldeira fumotubular para produção de vapor, visando sua incorporação ao concreto. O estudo compreendeu três fases experimentais. Na primeira foi realizada a caracterização da cinza através de ensaios químico, físico, mineralógico, microestrutural e impacto ambiental, concluindo-se que o resíduo indicava seu uso no concreto como fíler. Realizou-se um estudo estatístico com o teor de CaO e o diâmetro médio, concluindo-se que estas variáveis ocorrem de forma estável ao longo do processo de produção. Numa segunda fase estudou-se os efeitos da adição da cinza em teores de adição de 0%, 15%, 30% e 45% nos ensaios de temperatura de hidratação do cimento em pastas e nos ensaios de resistência à compressão e absorção por capilaridade e aspecto econômico em concretos com valores de m de 6,0, 7,5 e 9,0. Pela avaliação dos resultados o teor de adição de 15% e m=7,5 se apresentaram como os que melhor otimizaram as propriedades estudadas nas pastas e concretos ensaiados. Numa fase final realizou-se ensaios complementares em pastas, argamassas e concretos com teor de adição de 15% de cinza e m=7,5. Os resultados mostraram que a cinza de lenha de eucalipto pode ser utilizada como adição ao concreto, com efeito predominante de fíler, em percentual de 15%, trazendo benefícios econômicos, técnicos e ambientais. Firewood is the main fuel used by various economic sectors of the state and the country, generating large amounts of ash, with most being discarded without a minimum control with risk of contamination of soil and groundwater, and partly dispersed in the atmosphere polluting the air. This study aimed to initiate studies of the feasibility of using the ash collected in the filter multicyclone wood-burning eucalyptus fumotubular boiler to produce steam, for their incorporation into the concrete. The study involved three phases. On the first characterization was carried out by testing the ash chemical, physical, mineralogical, microstructural and environmental impact, concluding that the residue indicated its use as filler in concrete. We performed a statistical analysis with the CaO content and the average diameter, ending up those variables that occur in a stable manner over manufacturing process. A second step we studied the effects of adding the ash levels of addition of 0%, 15%, 30% and 45% in the assays temperature of hydration of the cement pastes and the resistance of the compression and absorption by capillarity and in economics with specific values of m of 6,0, 7,5 and 9,0. For the evaluation of the results the addition content of 15% and m = 7,5 are presented as ones that best optimized properties studied in specific folders and tested. In a final stage took place in testing pastes, mortars and concretes with addition content of 15% ash and m = 7,5. The results showed that ash firewood eucalyptus can be used as an addition to concrete, with predominant effect of fillers, a percentage of 15%, bringing economic, technical and environmental.

O crescente aumento do volume de tráfego, o excesso de cargas e a carência de manutenção têm contribuído cada vez mais para a degradação prematura dos pavimentos asfálticos. Na procura por materiais de elevado desempenho, uma alternativa que vem ganhando destaque é a incorporação de cal hidratada a concretos asfálticos. Nesta dissertação apresentam-se e analisam-se os resultados de uma investigação sobre a influência de dois tipos de cal (calcítica e dolomítica) em misturas asfálticas formuladas com ligante convencional e polimerizado. Os resultados demonstraram que a melhoria das propriedades de concretos asfálticos depende significativamente da qualidade da cal e do teor utilizado, sendo que não se observaram benefícios adicionais ao aumentar-se o teor de 1% para 2%. A cal calcítica mostrou-se mais eficiente na melhoria das propriedades das misturas asfálticas, proporcionando aumentos significativos de módulo de resiliência e resistência à tração. Além disso, nas misturas com cal ocorreram menores reduções de resistência e de módulo com a elevação da temperatura de ensaio e após processo de condicionamento para simular os efeitos deletérios da água e envelhecimento. De forma geral, a influência da cal foi mais efetiva em misturas com ligante convencional, onde sua incorporação promoveu comportamento semelhante, ou em alguns casos até superior, ao das misturas elaboradas com ligante modificado. Amostras sem cal acumularam deformações permanentes superiores no ensaio de creep dinâmico às registradas em amostras com cal hidratada, sem observarem-se comportamentos significativamente diferentes com ligantes convencional ou modificado. Ao analisar-se a influência de cal no envelhecimento de ligantes (RTFOT), observaram-se menores variações de viscosidade (menor enrijecimento) em amostras de ligante convencional com cal calcítica, seguindo tendência constatada em trabalhos internacionais, que relatam redução na taxa de envelhecimento em misturas asfálticas devido à incorporação de cal. A análise global dos resultados de ensaios realizados nesta pesquisa aponta que é possível produzir misturas asfálticas de elevado desempenho e durabilidade através da incorporação de cal hidratada, mas que a magnitude dos benefícios obtidos depende significativamente da qualidade da cal (porcentagem de óxido de cálcio) e do tipo de ligante utilizados em sua formulação. The increasing growth of traffic volume and overloading and the lack of maintenance have growingly contributed for asphalt pavements early distress. In the search for high performance materials, the incorporation of hydrated lime to asphalt concretes has been gaining relevance. In this dissertation the results of a research on the influence of two kinds of lime (calcitic and dolomitic) in asphalt concretes (AC) with conventional and polymer binders are presented and analyzed. Laboratory tests results show that the improvement of AC properties highly depend on lime quality and content, no additional benefits being observed when lime content increases from 1% to 2%. Calcitic lime showed to be more efficient improving AC properties, especially regarding resilient modulus and split tensile strength, which significantly increased. Besides, adding lime made asphalt mixes strength and modulus less sensitive to temperature increase and also to hardening and to water deleterious effects. All in all, lime benefits were stronger when added to AC with conventional binder. In fact, asphalt mixtures with conventional binder and calcitic lime performed even better than mixtures with polymermodified binder. In dynamic creep tests, specimens of AC without lime accumulated higher permanent deformations than AC specimens with hydrated lime, regardless the type of binder. Regarding the influence of lime in binders aging (RTFOT), viscosity variations of lesser magnitude were observed in samples of conventional binder and calcitic lime, following the pattern described in international works, which report the decrease of aging rate of asphalt mixtures due to lime incorporation. Globally, tests results point out that asphalt mixtures with high modulus and resistance to permanent deformation may be obtained by adding hydrated lime. However, the extent of benefits highly depends on lime quality (calcium oxide content) and type of asphalt binder used.

As distorções de forma e variações dimensionais, em muitos casos, manifestam-se de maneira mais expressiva após a têmpera por indução ocasionando o chamado empenamento. Tais efeitos usualmente trazem despesas em reparos e restauração de peças, equipamentos e estruturas. Assim, a análise de tensões residuais é uma etapa obrigatória na produção de peças e elementos estruturais para a estimativa da sua confiabilidade sob condições reais de serviço. No presente trabalho foram realizadas medições de tensões residuais em semi-eixos automotivos fabricados com o aço DIN 38B3 temperados por indução. Estes eixos apresentaram diferenças quanto ao comportamento em distorção, com um eixo tendo sido endireitado e outro não. Devido a estas diferenças também se esperam diferenças em termos de distribuição de tensões residuais e propriedades dos eixos. As tensões residuais foram medidas através do método de difração de raios-X com dois equipamentos de medição (difratômetro portátil e difratômetro fixo). Complementando o trabalho foram feitas análises químicas, metalográficas, perfil de microdureza e profundidade de camada efetiva para verificar eventuais diferenças ou semelhanças entre os eixos analisados. Com os resultados de tensões obtidos foi possível obter uma visão geral da variação do perfil de tensões residuais superficiais após a têmpera por indução e a grande influência da etapa de endireitamento na redistribuição de tensões no material. The distortions of form and dimensional variations, in many cases, appear after induction hardening causing the often called warping. These effects usually usually increase the costs of maintenance and restoration of parts, equipment and structures. Thus, the residual stress analysis is an important step in the production of parts and structural elements to estimate of its reliability under actual service conditions. In this study, measurements of residual stresses were carried out for a driveshafts manufactured from the DIN 38B3 steel after induction-hardening and straightening, if necessary. These shafts showed different behavior in distortion, with a shaft has been straightened and the other not. Due to these differences also are expected differences in the distribution of residual stresses and properties of the shafts.The residual stresses were measured by the X-ray diffraction method with two measuring equipment (a portable and a fixed diffractometers). Complementing this work chemical analysis, metallographic, of the microhardness profile and of effective case depth were accessed to eventually find differences or similarities between the analyzed driveshafts. With the residual stress results obtained it was possible to get an overview of the variation of the surface profile of residual stresses after induction hardening and the influence of straightening steps on the redistribution of residual stresses in the material.

Na década de 1970, foi adotado para o projeto de pavimentos na França o princípio da “dissociação de funções das camadas do revestimento”. Principalmente foram destacados os parâmetros funcionais de conforto, segurança e redução do ruído à camada de rolamento/desgaste e estabelecidos maiores requisitos estruturais para as camadas subjacentes do pavimento. Destacam-se pelo seu uso corrente na França, Inglaterra, Alemanha, Espanha e EUA, para a camada de rolamento em vias de tráfego intenso e/ou pesado, os revestimentos asfálticos delgados e ultra delgados, produzidos e aplicados a quente, envolvendo o emprego de misturas com graduação descontínua. Essas misturas são empregadas principalmente para proteger a estrutura do pavimento e proporcionar maior segurança, qualidade de rolamento e redução do ruído do tráfego, isto é, preservar/melhorar a funcionalidade da rodovia, cabendo às camadas subjacentes do pavimento desempenhar adequadamente a função estrutural para resistir às cargas de tráfego. Esta pesquisa apresenta os procedimentos executivos de laboratório e de campo, bem como os resultados do estudo de dosagem e ao monitoramento das características funcionais de um revestimento asfáltico ultra delgado, composto por uma mistura asfáltica descontínua a quente e uma membrana elástica, num trecho experimental em rodovia de alto tráfego no Sul do Brasil. O estudo demonstra que a técnica pode ser utilizada no país para melhorar as condições superficiais do revestimento asfáltico em relação à segurança da via e redução de ruídos causados pelo tráfego ao meio ambiente. In the 1970s, it was adopted for the design of pavements in France the concept of "separation of functions of wearing courses". Especially prominent were the functional parameters of comfort, safety and noise reduction for wearing courses and greater structural requirements established for the underlying layers of the pavement. For high-traffic highway wearing courses stand out for its current use in France, England, Germany, Spain and the U.S. thin and ultrathin gap-graded hot-mix asphalt. Such mixtures are used primarily to protect the pavement structure and provide greater safety, rolling quality and traffic noise reduction that is, to preserve / enhance the functionality of the highway, leaving the underlying layers of the pavement adequately perform the structural function to resist to traffic loads. The study presents lab and job executive procedures as well as results of mixing asphalt dosage design and monitoring related to the functional characteristics of an ultra-thin hot asphalt wearing course, consisting of a gap-graded asphalt mixture and an elastic membrane, carried out in a high-traffic highway trial. The survey shows that the technique can be used in Brazilian roads to improve the wearing course conditions regarding road safety and traffic noise reduction to the environment.

Esta pesquisa foi baseada em um projeto de Stone Mastic Asphalt – SMA na faixa I da especificação ET-DE-P00-031 do Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo, com ligante modificado por polímero, classificação 60/85, em trecho experimental da rodovia ERS-122, km 6+400 ao km 7+000. O volume elevado de veículos pesados neste trecho e as deformações decorrentes desta carga motivaram o estudo de novas tecnologias. Foram realizados ensaios laboratoriais para confirmar a dosagem da mistura e determinar as propriedades mecânicas através de ensaios de módulo de resiliência, resistência a tração na compressão diametral e deformação permanente em trilha de roda. A mistura apresentou bom desempenho a deformação permanente, módulo de resiliência e resistência a tração no teor de projeto. Além disso, foi analisado o processo executivo da mistura, desde a produção do agregado, passando pelo processo de usinagem, transporte, lançamento e compactação. Inicialmente, foi executada pista teste na praça de pedágio do Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Estado do Rio Grande do Sul (DAER/RS) localizada no município de Portão/RS para posterior execução no trecho experimental. Constatou-se que o processo de usinagem produziu misturas com variações positivas de até +0,3% em relação ao teor de ligante, influenciando no desempenho da mistura no que se refere aos ensaios de desempenho. Os resultados e análises apontam para uma mistura que requer uma metodologia de controle de qualidade efetiva, mas que mesmo com algumas variações, o revestimento ainda apresentou bom desempenho. This research was based on a Stone Mastic Asphalt- SMA project in the grading smolop #1 of ET-DE-P00/031 specification of São Paulo Highways Department , with modified binder, grade 60/85, in a test section in ERS-122 highway, between km 6+400 and km 7 +0. The high volume of heavy vehicles on this highway and the resulting deformations, led to the study of new technologies. Laboratory tests were conducted to confirm the mixture design and determine the mechanical properties through resilient modulus test, tensile strength in diametrical compression and wheel-tracking test. The mixture had a good performance at the Wheel-tracking test, resilient modulus and tensile strength at the design binder content. In addition, it was analyzed the production process of the mixture, since the production at the crushing plant, mix plant facilities, delivery and compaction process. Initially, the test was performed at the toll plaza of DAER/RS in the city of Portão/RS for later execution in test section. It was found that the mixing plant produced mixtures up to 0.3% over the design binder content, influencing in the performance of the mixture on performance tests. The results and analyzes indicate that the mixture requires a effective methodology of quality control, but even with some variations, the layer still performed well.

Em virtude da necessidade de novas obras de infraestruturas, por muitas vezes, em locais onde o solo não atendia às necessidades básicas exigidas por elas, originam-se problemas de ordem geotécnica, os quais foram resolvidos por meio de misturas solo-cimento. O presente trabalho teve como objetivo o estudo de propriedades mecânicas e elásticas de misturas de areia e cimento, sendo este dividido em duas abordagens: experimental e micromecânica. Para a execução da abordagem experimental, além da execução de ensaios de resistência a compressão simples e medidas de parâmetros de rigidez ao longo do tempo, foi desenvolvido um minicone e também uma câmara triaxial de grandes proporções com os quais foram executados ensaios. A abordagem micromecânica foi realizada através da aplicação da teoria da homogeneização. Para avaliar as propriedades elásticas do compósito foram utilizados os modelos Mori-Tanaka e Auto-Consistente, enquanto que a obtenção da resistência homogeneizada foi baseada na teoria do estado limite. Os ensaios experimentais demostraram que os módulos medidos e a resistência à compressão simples possuem comportamentos semelhantes em relação ao aumento de sua magnitude. Os ensaios de prospecção do minicone demostraram que a tensão de confinamento influencia até corpos de prova cimentados. Ainda foram observadas relações entre o módulo de cisalhamento, a resistência à compressão simples e a resistência média de ponta. Os resultados obtidos através da abordagem micromecânica, quando confrontados com os resultados experimentais, apresentaram diferenças irrelevantes tanto para a resistência quanto para os módulos. Baseados nos resultados obtidos através desse trabalho concluiu-se que o comportamento das misturas areias-cimento é regido pelo índice oriundo da razão entre a porosidade e a quantidade volumétrica de cimento. Também foi comprovado o potencial da micromecânica como ferramenta de modelagem de misturas areia-cimento. The necessity of new infrastructure earthworks in areas where the soil does not present the required mechanical properties originates problems of geotechnical order. These problems can be solved through the improvement of mechanical characteristics of the materials by reducing porosity through compaction, as well as the addition of cementitious materials such as Portland cement. This research aimed to evaluate the mechanical properties of sand-cement mixtures through two approaches: experimental and micromechanics. In the experimental approach were carried out unconfined compression tests and bender elements measurements over time in sand-cement specimens varying the porosity and the cement content. Furthermore, a mini-cone (MCPT) and a triaxial chamber of large proportions were developed, in which MCPT tests have been carried out under distinct confining pressures and distinctive sand-cement mixtures. In these tests, the variation of porosity and cement content was evaluated. The experimental results were analyzed from the perspective of the recently developed porosity-cement index. The results have shown that the porosity-cement index controls the mechanical properties of sand-cement mixtures from very small strains to failure. The micromechanical approach was performed by the theory of homogenization. To evaluate the elastic properties of the sand-cement composite, the Mori-Tanaka and self-consistent models were used, while the homogenized shear strength was obtained based on the limit state theory. The results obtained by the micromechanical approach, when compared with the experimental results, showed irrelevant differences to both strength and stiffness.

Cada vez mais frequente a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cal torna-se atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se numa alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cal encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra e como camada de suporte para fundações superficiais. As últimas pesquisas em solos tratados com cal estão no desenvolvimento de metodologias de dosagem baseadas em critérios racionais onde a relação volume de vazios/volume de cal desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo validar a relação volume de vazios/volume de cal na estimativa da resistência à compressão simples e triaxial, comportamento tensão-dilatância e rigidez inicial de um solo tratado com cal curado por períodos longos e quantificar a influência da adição de resíduos de diferentes potenciais de reatividade no comportamento mecânico do solo-cal. Para isso foram realizados ensaios de compressão simples e triaxial, medidas de sucção matricial e medidas de G0 através da técnica de bender elements. Os resultados mostram uma correlação entre resistência e o módulo cisalhante inicial; e que os mesmos crescem não linearmente com o aumento da quantidade de cal e com a redução na porosidade da mistura compactada curada por períodos longos. Para uma mesma relação vazios/cal, a adição de resíduos nas misturas teve um efeito significativo no comportamento do solo-cal estudado. A relação vazios/cal, definido pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, ajustado por uma potência, demonstrou ser um parâmetro eficaz na estimativa do comportamento mecânico do solo-cal estudado e independe do tempo de cura, de tensões confinantes e da adição de resíduos, na faixa de valores estudado. Not rarely, the use of traditional techniques in geotechnical engineering faces obstacles of economical and environmental nature. The soil-lime technique becomes attractive when the improvement of the local soil is a project alternative. The treatment of soils with lime finds application, for instance, in the construction of pavement base layers, in slope protection of earth dams and as a support layer for shallow foundations. The last researches in soils treated with lime are in the development of dosage methodologies based on rational criteria where the voids/lime ratio plays a fundamental role in the assessment of the target strength. In that sense, this study has for objective to validate the use of the voids/lime ratio in the estimate of unconfined and confined compression strength, stress-dilatancy behavior and initial shear modulus of a treated soil with lime cured by long periods and to quantify the influence of the insertion of industrial wastes of different potentials reactivity in the mechanical behavior of the soil-lime. For that, a number of unconfined and confined compression tests, measurements of matric suction and bender elements were carried out. The results show a correlation between compression tests and the initial shear modulus; and that the same ones increased not linearly with the increase in lime content as well as with the reduction in the porosity of the compacted mixture cured for long periods. For a same voids/lime ratio value, the insertion of industrial wastes in the mixtures had a significant effect in the behavior of the soil-lime studied. In contrast, the voids/lime ratio, defined as the ratio between the porosity of the compacted mixture and the volumetric lime content, adjusted by a power, demonstrated to be the most appropriate parameter to assess the mechanical behavior of the soil-lime mixture studied and is independent of the curing time, of confined compression tests and of the insertion of industrial wastes, in the range of values studied.